ההבדל העיקרי בין מוט בקרה למנחה נויטרונים הוא שמוטות בקרה מסוגלים לספוג נויטרונים ואילו מנחי נויטרונים יכולים להאט את הנייטרונים.
מוט בקרה ומנחה נויטרונים הם שני מרכיבים של כורים גרעיניים. לשני המרכיבים הללו יש שני תפקידים שונים אך חשובים. מוט הבקרה שולט בתגובת השרשרת הגרעינית על ידי קליטת נויטרונים, אך מנחה הנייטרונים שולט בתגובת השרשרת הגרעינית על ידי הפחתת מהירות הנייטרונים.
מהו מוט בקרה?
מוט בקרה הוא רכיב בכור גרעיני שיכול לספוג נויטרונים.שמו של רכיב זה ניתן ככזה מכיוון שתפקידו העיקרי הוא לשלוט בקצב הביקוע של אורניום או פלוטוניום המשמשים בכור הגרעיני על ידי קליטת נויטרונים. הרכב מוטות הבקרה כולל בדרך כלל יסודות כימיים כמו בורון, קדמיום, כסף וכו' יסודות כימיים אלו מסוגלים לספוג נויטרונים מבלי לעבור תגובת ביקוע. יתר על כן, ליסודות כימיים אלה יש חתכים שונים לכידת נויטרונים עבור נויטרונים בעלי אנרגיות שונות.
איור 01: מוט בקרה
מוטות הבקרה ממוקמים בתוך הליבה של הכור הגרעיני. לאחר מכן הם מותאמים לשלוט בתגובת השרשרת הגרעינית המתרחשת בליבה. חשוב בעיקר בבקרת התפוקה התרמית של הכור, קצב הפקת הקיטור ותפוקת החשמל.
למספר מוטות הבקרה המוכנסים לליבה ולמרחק אליו מוחדרים המוטות יש השפעה חזקה מאוד על תגובתיות הכור הגרעיני. בדרך כלל, מוטות הבקרה שלו מוכנסים במלואם לכור גרעיני שנבנה לאחרונה. הם מוסרים חלקית כאשר תגובת השרשרת הגרעינית מתחילה.
מהו מנחה ניוטרונים?
מנחה נויטרונים הוא רכיב בכור גרעיני שיכול להאט את הנייטרונים. זה נחשב כמדיום שיכול להאט את הנייטרונים המהירים על ידי הפחתת מהירותם. עם זאת, רכיב זה חשוב מאוד מכיוון שהוא יכול להאט את הנייטרונים מבלי ללכוד אף אחד מהם. הנייטרונים נותרים עם אנרגיה קינטית מינימלית על ידי רכיב זה. נויטרונים אלה נקראים אז הנייטרונים התרמיים והם רגישים יותר מניוטרונים מהירים להפצה של תגובת השרשרת הגרעינית.
מנחה הנייטרונים הנפוץ ביותר בכור גרעיני טיפוסי הוא "מים קלים".כחלופות, אנו יכולים להשתמש בגרפיט מוצק ובמים כבדים. האנרגיה הקינטית המופחתת מהנייטרון מועברת למנחה. כאן, האנרגיה מומרת לאנרגיה הפוטנציאלית של החומר המנחה.
הביקוע של אורניום-235 בכורים תרמיים של ניטרונים יוצרים שני תוצרי ביקוע: נויטרונים חופשיים הנעים במהירות ואנרגיה. זה מפעיל תגובת שרשרת מכיוון שתהליך שחרור הנייטרונים יכול להיות מקיים את עצמו. יתר על כן, זה יכול לשחרר אנרגיה גבוהה מאוד. חתך הביקוע הוא המרכיב שבו נקבעים אירועי הביקוע הנוספים. חתך הביקוע תלוי במהירות הנייטרונים. לכן, כאמצעי בקרה, שימוש במנחה נויטרונים חשוב מאוד. עם זאת, בכורים מהירים, אין מנחים נויטרונים.
מה ההבדל בין מוט בקרה למנחה ניוטרונים?
מוטות בקרה ומנחה נויטרונים הם שני מרכיבים בכור גרעיני. ההבדל העיקרי בין מוט בקרה למנחה נויטרונים הוא שמוטות בקרה מסוגלים לספוג נויטרונים ואילו מנחי נויטרונים יכולים להאט את הנייטרונים. מוטות הבקרה שולטים בתגובת השרשרת הגרעינית על ידי לכידת נויטרונים אך מנחה הנייטרונים אינו לוכד שום נויטרון.
להלן אינפוגרפיקה מסכמת את ההבדל בין מוט בקרה למנחה נויטרונים.
סיכום – מוט בקרה מול מנחה ניוטרון
מוטות בקרה ומנחה נויטרונים הם שני מרכיבים בכור גרעיני. ההבדל העיקרי בין מוט בקרה למנחה נויטרונים הוא שמוטות בקרה מסוגלים לספוג נויטרונים ואילו מנחי נויטרונים יכולים להאט את הנייטרונים.
