控制棒是用于控制核反应堆内发生的连锁反应的工具。如果不加以控制,链式反应会迅速失去控制,导致反应堆爆炸。控制棒调节反应的速度,确保反应以安全和可持续的方式进行。这些棒子随后也是安全系统的一部分,用于防止反应堆灾难。
顾名思义,控制棒是一种由金属或金属合金制成的棒。它通常与其他棒子一起建在一个外壳里,这些棒子被设计成可以一起从反应堆中升起和降下。控制棒中的金属成分各不相同,取决于它所使用的反应堆的类型。在所有情况下,这些金属的共同特性是能够吸收中子而不发生裂变。
当然,裂变是驱动核反应堆的反应。在裂变中,一个原子核吸收了一个中子,然后分裂,释放出热量、能量和其他中子。在受控的核反应中,反应堆工作人员希望保持中子的产生与中子的消耗相等,每个裂变反应产生一个中子,以取代失去的那个中子。在实际情况中,中子的产生速度是其消耗速度的两到三倍,这可能很快导致反应失控。
这就是控制棒的作用。控制棒被放进反应堆,吸收裂变反应中产生的一些中子,以保持比例的控制。当温度上升时,控制棒被降低,而当温度下降时,控制棒被提高以允许更多的裂变反应发生。在紧急情况下,反应堆似乎正在失去控制,棒子被完全放进反应堆,以完全关闭它。
核反应堆控制棒也被称为吸收棒,被设计成即使在没有人的危机情况下也能运行。在许多反应堆中,控制棒被放置在反应堆上,如果反应堆的温度过高,控制棒就会掉下来。在其他情况下,故障安全系统可以在反应堆室内和通过远程系统在外部启动。工作人员还持续关注着反应堆内的情况,监测燃料和控制棒,以便在需要时进行更换。
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