Co to są pręty kontrolne?
Pręty kontrolne to narzędzia używane do kontrolowania reakcji łańcuchowej zachodzącej w reaktorze jądrowym. Bez zaznaczenia reakcja łańcuchowa może szybko wymknąć się spod kontroli, powodując wybuch reaktora. Pręty kontrolne moderują szybkość reakcji, zapewniając, że zachodzi ona w sposób bezpieczny i zrównoważony. Pręty te są następnie częścią systemów bezpieczeństwa, które są stosowane w celu zapobiegania katastrofom reaktora.
Jak sama nazwa wskazuje, pręt kontrolny to pręt wykonany z metalu lub stopu metalu. Zwykle jest on wbudowany w obudowę z innymi prętami, które są przeznaczone do wspólnego podnoszenia i opuszczania z reaktora. Skład metalu lub metali w pręcie kontrolnym zmienia się w zależności od typu reaktora, w którym jest stosowany. We wszystkich przypadkach metale mają tę samą właściwość, że są w stanie pochłonąć neutrony bez rozszczepienia.
Rozszczepienie to oczywiście reakcja napędzająca reaktory jądrowe. W rozszczepieniu jądro absorbuje neutron, a następnie rozszczepia się, uwalniając ciepło, energię i inne neutrony. W kontrolowanej reakcji jądrowej personel reaktora chce utrzymać produkcję neutronów na poziomie zużycia neutronów, przy czym każda reakcja rozszczepienia generuje pojedynczy neutron zastępujący utracony. W rzeczywistości neutrony są wytwarzane dwa do trzech razy szybciej niż są zużywane, co może szybko spowodować niekontrolowaną reakcję.
W tym momencie wchodzą pręty kontrolne. Pręty kontrolne są obniżane do reaktora, aby pochłonąć część neutronów powstających podczas reakcji rozszczepienia, aby utrzymać stosunek pod kontrolą. Wraz ze wzrostem temperatury pręty są obniżane, a gdy temperatura spada, pręty są podnoszone, aby umożliwić więcej reakcji rozszczepienia. W sytuacji awaryjnej, gdy wydaje się, że reaktor wymyka się spod kontroli, pręty są całkowicie opuszczane do reaktora, aby całkowicie go wyłączyć.
Znane również jako pręty absorpcyjne, pręty kontrolne reaktora jądrowego są zaprojektowane do działania nawet w sytuacji kryzysowej, w której człowiek nie jest dostępny. W wielu reaktorach pręty ustawia się nad reaktorem w układzie zaprojektowanym do opuszczania prętów, jeśli temperatura reaktora stanie się zbyt wysoka. W innych przypadkach systemy odporne na awarie można aktywować zarówno w pomieszczeniu reaktora, jak i zewnętrznie za pośrednictwem systemów zdalnych. Personel pilnuje również, co dzieje się wewnątrz reaktora, monitorując paliwo i pręty kontrolne w celu wymiany w razie potrzeby.