Τι καθορίζει τη διαδικασία σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα που μειώνει την ταχύτητα των νετρονίων, ώστε να μπορούν να συλληφθούν με την παραγγελία καυσίμου για να συνεχίσουν την αλυσιδωτή αντίδραση;
Ακολουθεί μια ανάλυση της διαδικασίας:
* νετρόνια από σχάση: Όταν ένα άτομο ουρανίου υφίσταται σχάση, απελευθερώνει ταχέως μεταβαλλόμενα νετρόνια (με υψηλή κινητική ενέργεια).
* Τα γρήγορα νετρόνια είναι αναποτελεσματικά: Αυτά τα γρήγορα νετρόνια είναι λιγότερο πιθανό να συλληφθούν από άτομα καυσίμου επειδή κινούνται πολύ γρήγορα.
* Μετριοπάθεια: Για να επιβραδύνει τα νετρόνια, χρησιμοποιείται ένα υλικό συντονιστή. Οι συντονιστές είναι ελαφριά στοιχεία, όπως το νερό (H2O) ή ο γραφίτης (C), τα οποία έχουν παρόμοια μάζα με νετρόνια.
* Μεταφορά σύγκρουσης και ενέργειας: Όταν τα γρήγορα νετρόνια συγκρούονται με άτομα με συντονιστή, χάνουν ενέργεια και επιβραδύνουν. Σκεφτείτε το σαν μια μπάλα μπιλιάρδου που χτυπά μια άλλη μπάλα - η ενέργεια μεταφέρεται.
* Θερμικά νετρόνια: Τα πιο αργά, χαμηλότερα νετρόνια ενέργειας ονομάζονται θερμικά νετρόνια. Είναι πιο πιθανό να συλληφθούν από τα άτομα καυσίμου, προκαλώντας περαιτέρω σχάση και διατηρώντας την αλυσιδωτή αντίδραση.
Γιατί η μετριοπάθεια είναι σημαντική;
* Αλυσιδωτή αντίδραση: Χωρίς μετριοπάθεια, τα νετρόνια θα ξεφύγουν από τον πυρήνα του αντιδραστήρα πριν προκαλέσουν περαιτέρω σχάση και η αλυσιδωτή αντίδραση θα σταματούσε.
* Έλεγχος: Οι συντονιστές επιτρέπουν τον έλεγχο του ρυθμού αντίδρασης. Ρυθμίζοντας την ποσότητα του συντονιστή στον πυρήνα, ο ρυθμός σχάσης μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί.
Κοινά υλικά συντονιστή:
* νερό (H2O): Ο πιο συνηθισμένος συντονιστής σε αντιδραστήρες ελαφρού νερού (LWRS).
* γραφίτη (c): Χρησιμοποιείται σε ορισμένους αντιδραστήρες, ειδικά σε μερικά παλαιότερα σχέδια.
* βαρύ νερό (D2O): Χρησιμοποιείται σε αντιδραστήρες Candu, έναν τύπο αντιδραστήρα σχεδιασμένο στον Καναδά.
Συνοπτικά, η μετριοπάθεια των νετρονίων είναι μια κρίσιμη διαδικασία σε πυρηνικούς αντιδραστήρες που επιτρέπει στα νετρόνια που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια της σχάσης να επιβραδύνονται και να συλλαμβάνονται από άτομα καυσίμου, να διατηρούν την αλυσιδωτή αντίδραση και να παρέχουν ενέργεια.
