核反应堆中石墨和控制棒分别起什么作用? 铀棒由浓缩铀制成.作为核燃料.控制棒由镉做成.用来控制反应速度.减速剂由石墨.重水或普通水做成.用来跟快中子碰撞.使快中子能量减少.变成慢中子.以便让U235俘获.冷却剂由水或液态的金属钠等流体做成.在反应堆内外循环流动.把反应堆内的热量传输出.确保反应堆的安全.水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线.防止核辐射.切尔诺贝利中,在反应堆控制棒尖端为什么要设计一截石墨? 这截石墨叫displacer,或者说置换剂。长度是4.5m,只比核心长度7m短一些。除了12根自动功率调整用的控制棒外,其他控制棒都有这截石墨displacer。当控制棒处于正常上止点时,这段石墨处于核心中间。它有两个作用:用来在控制棒未插入时,置换掉水,填充通道,增强反应率的(和石墨一样,轻水也是减速剂,但是对中子吸收比石墨大,因此此处如果是水,反应率会比用石墨填充来的低)。这样控制棒插入后会带来减少石墨和增加控制棒的双重效应,反应率的变化range更大,控制棒插入的效果更大,从而实现更有力的控制。用来在控制棒未插入时,填充通道,使得整个核心横截面上燃料、减速剂、冷却剂分布对称均匀,这样中子流分布更均匀,从而减少局部stress。也是为了实现更好的控制。所以此处设置石墨是很聪明的设计。但缺陷是在过度拔出后,再次插入时,过长的石墨替换水,会导致反应率飙升。我们先看看从正常operational的位置插入。插入时的核心垂直截面反应率变化:由于石墨比核心短一些,底部在插入时会产生石墨替代水的状况,造成局部反应率提高具体提高的幅度,取决于反应堆的运行点,核心功率密度分布。但是范围小时间短,并不会引发事故。完全到位后就消停了。《切尔诺贝利》控制棒的石墨尖端是一个很好的设计,但假设没有石墨尖端会怎么样? 最后关头,直接是210根硼控制棒插入,而不是石墨尖端,会不会避免事故?
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