Fordelingen av nøytroner i atomreaktor

Energien i en kjernefysisk reaktor kommer fra radioaktiv nedbrytning av elementer, slik som uran eller plutonium. Atomer av disse elementene er naturlig ustabile, emitting nøytroner fra sine kjerner og produsere varme. Vedlikeholde reaktoren energi er en balansegang: for få nøytroner gi tilstrekkelig energi, for mange overopphetet reaksjonen. Mekanismer i reaktoren holde fordelingen av nøytroner håndterbare og produktive.

Brensel

Stenger av kjernefysisk brensel i reaktoren er kilden til nøytroner. I brennstoffet, ustabile atomer mate ut nøytroner og andre partikler, blir mer stabil som et resultat. Hvis et atom absorberer et nøytron fra sin nabo, henfaller det, kaste av nøytroner av sine egne. I en atombombe, blir repeterende syklus av råtnende og absorberende en løpsk kjedereaksjon. I en reaktor, forblir omsetningen kontrolleres ved nøytron-absorberende materiale og den lave renhet av brennstoffet.

nøytroner

En nøytron nylig sluppet ut fra et atom er energisk og beveger seg ved høye hastigheter. Det spretter rundt inne i reaktoren tilfeldig før det blir absorbert av kjernefysisk brensel, modererende materialer eller skjerming. Mens beveger seg gjennom ulike materialer, bremser et nøytron ned. En svært energisk nøytron treffer en uranatom kan føre til at det å bryte fra hverandre, eller fisjon. En saktegående nøytron kan også produsere en fisjon, gir uran den treffer har et ulikt antall nøytroner i sin kjerne.

kontroll~~POS=TRUNC Rods

I reaktoren, kontrollstaver laget av kadmium eller bor absorbere nøytroner, ta dem ut av reaksjonssyklus. Dersom reaktoroperatørene fullt ut stengene, nukleære reaksjoner forløper hurtig og kan bli overopphetet brenselet. Med kontrollstavene helt inn i reaktoren, reaksjonene etter hvert avta til en gjennomgang. Operatørene nøye måle hvor mye moderasjon reaktoren må holde den i gang på trygge nivåer.

forfall produkter

Som drivstoff atomene gjennomgå radioaktiv nedbrytning, blir de andre elementene. De fleste av disse forfall produkter er radioaktivt, avgir nøytroner av sine egne. Andre absorbere nøytroner, bremse reaksjonen ned. Å ha mange forskjellige elementer, altoppslukende nøytroner og råtnende på ulike priser kompliserer reaksjonen. Etter ca tre år, kvaliteten på kjernefysisk brensel i stengene reduseres til den ikke lenger kan produsere nyttig energi.