Sự khác biệt chính giữa thanh điều khiển và bộ điều tiết nơtron là các thanh điều khiển có thể hấp thụ các nơtron trong khi bộ điều chỉnh nơtron có thể làm chậm các nơtron.
Thanh điều khiển và bộ điều khiển nơtron là hai thành phần của lò phản ứng hạt nhân. Hai thành phần này có hai vai trò khác nhau nhưng quan trọng. Cần điều khiển điều khiển phản ứng dây chuyền hạt nhân bằng cách hấp thụ neutron, nhưng người điều khiển neutron điều khiển phản ứng dây chuyền hạt nhân bằng cách giảm tốc độ của neutron.
Control Rod là gì?
Thanh điều khiển là một thành phần trong lò phản ứng hạt nhân có thể hấp thụ neutron. Tên của thành phần này được đặt như vậy vì vai trò chính của nó là kiểm soát tốc độ phân hạch của uranium hoặc plutonium được sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân bằng cách hấp thụ neutron. Thành phần của thanh điều khiển thường bao gồm các nguyên tố hóa học như bo, cadimi, bạc,… Các nguyên tố hóa học này có khả năng hấp thụ neutron mà không cần trải qua bất kỳ phản ứng phân hạch nào. Hơn nữa, các nguyên tố hóa học này có mặt cắt bắt nơtron khác nhau cho các nơtron có năng lượng khác nhau.
Hình 01: Thanh điều khiển
Các thanh điều khiển được đặt bên trong lõi của lò phản ứng hạt nhân. Sau đó, chúng được điều chỉnh để kiểm soát phản ứng dây chuyền hạt nhân diễn ra trong lõi. Điều quan trọng chủ yếu là kiểm soát sản lượng nhiệt của lò phản ứng, tốc độ sản xuất hơi nước và sản lượng điện.
Số lượng thanh điều khiển được đưa vào lõi và khoảng cách mà các thanh được đưa vào có ảnh hưởng rất mạnh đến khả năng phản ứng của lò phản ứng hạt nhân. Thông thường, một lò phản ứng hạt nhân mới được xây dựng có các thanh điều khiển của nó được lắp vào đầy đủ. Chúng bị loại bỏ một phần khi phản ứng dây chuyền hạt nhân bắt đầu.
Neutron Moderator là gì?
Chất điều tiết nơtron là một thành phần trong lò phản ứng hạt nhân có thể làm chậm các nơtron. Nó được coi như một phương tiện có thể làm chậm các neutron nhanh bằng cách giảm tốc độ của chúng. Tuy nhiên, thành phần này rất quan trọng vì nó có thể làm chậm các neutron mà không thu giữ bất kỳ neutron nào trong số chúng. Thành phần này còn lại các nơtron với động năng cực tiểu. Những nơtron này sau đó được gọi là nơtron nhiệt và chúng nhạy cảm hơn những nơtron nhanh đối với sự lan truyền của chuỗi phản ứng hạt nhân.
Chất điều tiết nơtron được sử dụng phổ biến nhất trong lò phản ứng hạt nhân điển hình là “nước nhẹ”. Để thay thế, chúng ta có thể sử dụng than chì rắn và nước nặng. Động năng giảm đi từ nơtron được chuyển sang điều hoà. Tại đây, năng lượng được chuyển thành thế năng của vật liệu điều chế.
Sự phân hạch của uranium-235 trong lò phản ứng neutron nhiệt tạo thành hai sản phẩm phân hạch: neutron tự do chuyển động nhanh và năng lượng. Điều này bắt đầu một phản ứng dây chuyền vì quá trình giải phóng neutron có thể tự duy trì. Hơn nữa, điều này có thể giải phóng năng lượng rất cao. Mặt cắt phân hạch là thành phần mà các sự kiện phân hạch tiếp theo được xác định. Tiết diện phân hạch phụ thuộc vào tốc độ của các nơtron. Vì vậy, như một biện pháp kiểm soát, sử dụng một bộ điều chỉnh neutron là rất quan trọng. Tuy nhiên, trong các lò phản ứng nhanh, không có bộ điều chỉnh neutron.
Sự khác biệt giữa Control Rod và Neutron Moderator là gì?
Thanh điều khiển và bộ điều chỉnh neutron là hai thành phần trong lò phản ứng hạt nhân. Sự khác biệt chính giữa thanh điều khiển và bộ điều chỉnh neutron là các thanh điều khiển có thể hấp thụ neutron trong khi bộ điều độ neutron có thể làm chậm neutron. Các thanh điều khiển kiểm soát phản ứng dây chuyền hạt nhân bằng cách bắt các nơtron nhưng bộ điều khiển nơtron không bắt bất kỳ nơtron nào.
Infographic dưới đây tóm tắt sự khác biệt giữa thanh điều khiển và bộ điều tiết neutron.
Tóm tắt - Control Rod vs Neutron Moderator
Thanh điều khiển và bộ điều chỉnh neutron là hai thành phần trong lò phản ứng hạt nhân. Sự khác biệt chính giữa thanh điều khiển và bộ điều chỉnh nơtron là các thanh điều khiển có thể hấp thụ các nơtron trong khi bộ điều chỉnh nơtron có thể làm chậm các nơtron.
