Põhiline erinevus juhtvarda ja neutronite moderaatori vahel on see, et juhtvardad on võimelised neutroneid neelama, samas kui neutronite moderaatorid võivad neutroneid aeglustada.
Juhtvarras ja neutronite moderaator on tuumareaktorite kaks komponenti. Neil kahel komponendil on kaks erinevat, kuid olulist rolli. Juhtvarras juhib tuuma ahelreaktsiooni, neelates neutroneid, kuid neutronite moderaator juhib tuuma ahelreaktsiooni, vähendades neutronite kiirust.
Mis on juhtvarras?
Juhtvarras on tuumareaktori komponent, mis suudab neelata neutroneid. Selle komponendi nimetus on antud seetõttu, et selle peamine roll on kontrollida tuumareaktoris kasutatava uraani või plutooniumi lõhustumiskiirust neutronite neelamise kaudu. Kontrollvarraste koostis sisaldab tavaliselt keemilisi elemente, nagu boor, kaadmium, hõbe jne. Need keemilised elemendid on võimelised absorbeerima neutroneid ilma lõhustumisreaktsioonita. Lisaks on neil keemilistel elementidel erinevad neutronite püüdmise ristlõiked erineva energiaga neutronitel.
Joonis 01: Juhtvarras
Juhtvardad asetatakse tuumareaktori südamikusse. Seejärel reguleeritakse neid tuumas toimuva tuuma ahelreaktsiooni juhtimiseks. See on oluline peamiselt reaktori soojusvõimsuse, aurutootmise kiiruse ja elektrienergia väljundi reguleerimisel.
Südamikku sisestatud juhtvarraste arv ja varraste sisestamise kaugus mõjutab tuumareaktori reaktsioonivõimet väga tugev alt. Tavaliselt on vastvalminud tuumareaktori juhtvardad täielikult sisestatud. Need eemaldatakse osaliselt tuuma ahelreaktsiooni käivitamisel.
Mis on Neutron Moderator?
Neutronite moderaator on tuumareaktori komponent, mis võib neutronite liikumist aeglustada. Seda peetakse keskkonnaks, mis võib aeglustada kiireid neutroneid, vähendades nende kiirust. See komponent on aga väga oluline, sest see võib neutroneid aeglustada ilma ühtki neist kinni püüdmata. See komponent jätab neutronitele minimaalse kineetilise energia. Neid neutroneid nimetatakse siis termilisteks neutroniteks ja nad on tuumaahelreaktsiooni leviku suhtes vastuvõtlikumad kui kiired neutronid.
Tüüpilises tuumareaktoris on kõige sagedamini kasutatav neutronite moderaator "kerge vesi". Alternatiivina saame kasutada tahket grafiiti ja rasket vett. Neutroni vähendatud kineetiline energia kantakse üle moderaatorile. Siin muundatakse energia moderaatori materjali potentsiaalseks energiaks.
Uraan-235 lõhustumine termilistes neutronreaktorites moodustab kaks lõhustumisprodukti: kiiresti liikuvad vabad neutronid ja energia. See käivitab ahelreaktsiooni, kuna neutronite vabastamise protsess võib olla isemajandav. Lisaks võib see vabastada väga palju energiat. Lõhustumise ristlõige on komponent, kus määratakse edasised lõhustumise sündmused. Lõhustumise ristlõige sõltub neutronite kiirusest. Seetõttu on kontrollimeetmena neutronite moderaatori kasutamine väga oluline. Kiiretes reaktorites aga neutronite aeglustajat pole.
Mis vahe on juhtvarda ja neutroni moderaatori vahel?
Juhtvardad ja neutronite moderaator on tuumareaktori kaks komponenti. Peamine erinevus juhtvarda ja neutronite moderaatori vahel on see, et juhtvardad on võimelised neutroneid neelama, samas kui neutronide moderaatorid võivad neutroneid aeglustada. Juhtvardad juhivad tuuma ahelreaktsiooni, püüdes kinni neutroneid, kuid neutronite moderaator ei võta kinni ühtegi neutronit.
Allpool infograafikat võetakse kokku kontrollvarda ja neutronmoderaatori erinevused.
Kokkuvõte – juhtvarras vs neutroni moderaator
Juhtvardad ja neutronite moderaator on tuumareaktori kaks komponenti. Peamine erinevus juhtvarda ja neutronite moderaatori vahel seisneb selles, et juhtvardad on võimelised neutroneid neelama, samas kui neutronite aeglustajad võivad neutroneid aeglustada.
