Différence entre la tige de commande et le modérateur de neutrons

Le différence clé entre la tige de commande et le modérateur de neutrons est que Les tiges de commande sont capables d'absorber les neutrons tandis que les modérateurs de neutrons peuvent ralentir les neutrons.

La tige de commande et le modérateur de neutrons sont deux composants des réacteurs nucléaires. Ces deux composants ont deux rôles différents mais importants à jouer. La tige de commande contrôle la réaction en chaîne nucléaire en absorbant les neutrons, mais le modérateur de neutrons contrôle la réaction en chaîne nucléaire en réduisant la vitesse des neutrons.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que la tige de commande 
3. Qu'est-ce que le modérateur à neutrons
4. Comparaison côte à côte - Tie de commande Vs Modérateur de neutrons sous forme tabulaire
5. Résumé

Qu'est-ce que la tige de commande?

Une tige de commande est un composant d'un réacteur nucléaire qui peut absorber les neutrons. Le nom de ce composant est donné comme tel parce que son rôle majeur est de contrôler le taux de fission de l'uranium ou du plutonium utilisé dans le réacteur nucléaire en absorbant les neutrons. La composition des tiges de contrôle comprend généralement des éléments chimiques tels que le bore, le cadmium, l'argent, etc. Ces éléments chimiques sont capables d'absorber les neutrons sans subir de réaction de fission. De plus, ces éléments chimiques ont différentes sections transversales de capture de neutrons pour les neutrons ayant diverses énergies.

Figure 01: tige de commande

Les tiges de commande sont placées à l'intérieur du cœur du réacteur nucléaire. Ils sont ensuite ajustés pour contrôler la réaction en chaîne nucléaire qui se déroule dans le noyau. Il est important principalement dans le contrôle de la sortie thermique du réacteur, le taux de production de vapeur et la sortie de l'électricité.

Le nombre de tiges de contrôle insérées dans le noyau et la distance à laquelle les tiges sont insérées ont une très forte influence sur la réactivité du réacteur nucléaire. Habituellement, un réacteur nucléaire nouvellement construit a ses tiges de commande entièrement insérées. Ils sont partiellement retirés lorsque la réaction en chaîne nucléaire démarre.

Qu'est-ce que le modérateur à neutrons?

Un modérateur à neutrons est un composant d'un réacteur nucléaire qui peut ralentir les neutrons. Il est considéré comme un milieu qui peut ralentir les neutrons rapides en réduisant leur vitesse. Cependant, ce composant est très important car il peut ralentir les neutrons sans en capturer. Les neutrons sont laissés avec une énergie cinétique minimale par ce composant. Ces neutrons sont ensuite appelés neutrons thermiques et ils sont plus sensibles que les neutrons rapides pour la propagation de la réaction en chaîne nucléaire.

Le modérateur de neutrons le plus couramment utilisé dans un réacteur nucléaire typique est «l'eau légère». En tant qu'alternatives, nous pouvons utiliser du graphite solide et de l'eau lourde. L'énergie cinétique réduite du neutron est transférée au modérateur. Ici, l'énergie est convertie en l'énergie potentielle du matériau modérateur.

La fission de l'uranium-235 dans les réacteurs thermiques-neutrons forment deux produits de fission: les neutrons et l'énergie gratuits en mouvement rapide. Cela démarre une réaction en chaîne car le processus de libération des neutrons peut être autonome. De plus, cela peut libérer une énergie très élevée. La section transversale de fission est le composant où les autres événements de fission sont déterminés. La section transversale de la fission dépend de la vitesse des neutrons. Par conséquent, en tant que mesure de contrôle, l'utilisation d'un modérateur de neutrons est très importante. Cependant, dans les réacteurs rapides, il n'y a pas de modérateurs à neutrons.

Quelle est la différence entre la tige de commande et le modérateur de neutrons?

Les tiges de commande et le modérateur de neutrons sont deux composants dans un réacteur nucléaire. La principale différence entre la tige de commande et le modérateur de neutrons est que les tiges de commande sont capables d'absorber les neutrons tandis que les modérateurs de neutrons peuvent ralentir les neutrons. Les tiges de commande contrôlent la réaction en chaîne nucléaire en capturant les neutrons mais le modérateur de neutrons ne capture aucun neutron.

L'infographie ci-dessous résume la différence entre la tige de commande et le modérateur de neutrons.

Résumé - Rod de commande vs modérateur de neutrons

Les tiges de commande et le modérateur de neutrons sont deux composants dans un réacteur nucléaire. La principale différence entre la tige de commande et le modérateur de neutrons est que les tiges de commande sont capables d'absorber les neutrons tandis que les modérateurs de neutrons peuvent ralentir les neutrons.

Référence:

1. Wheeler, Mason Wheelason. «Comment fonctionnent les tiges de contrôle?" Échange de piles de physique, 1er novembre. 1964, disponible ici.

Image gracieuseté:

1. «PWR Control Rod Assember» par Nic Ransby - (Domaine public) via Commons Wikimedia
2. «U235 Fission Cross Section» - Terrain fait avec un progiciel d'origine sur mon PC. Données de la base de données publique http: // t2.lancée.GOV / DATA / ENDF / B-VII Library of Evaluated Incident-Neutron Data (Domain public) via Commons Wikimedia