控制元件反應性指臨界反應堆系統內核燃料的裝載量，也就是維持自持鏈式反應所需的易裂變物質的最小數量稱為臨界質量。
基本介紹
- 中文名：控制元件反應性
- 外文名：control element reactive
隨著運行時間的增加，處於臨界狀態反應堆的反應性會不斷發生變化，可能變為次臨界，其原因為：
——可裂變物質鈾-235因核反應而不斷減少，即燃耗增加，使反應性下降；
——裂變產物不斷積累，其中有些易吸收中子，使反應性下降；
—一堆內溫度變化引起反應性變化，即溫度效應。
因此，反應堆初始裝料遠遠超過臨界質量，即反應性大於零，在運行中通過使用中子吸收材料來吸收多餘的中子，以抵消剩餘的反應性。壓水反應堆中通常使用控制棒和硼酸作為控制反應性的手段。
控制棒由強吸收中子材料（銀銦鎘合金）製成，由驅動機構帶動在堆心內移動（抽出或插入）來控制反應性，主要用於控制反應堆的啟動、停止和功率變化等較快速的反應性變化。使用控制棒帶來的問題是插入控制棒後，中子密度的分布發生畸變，局部中子密度過高，出現熱點，嚴重時會使燃料棒燒毀，因此對控制棒的插入深度要作嚴格控制。
硼酸中的硼原子核可吸收中子，因此把硼酸溶解在慢化劑中（壓水堆中以水作為慢化劑和冷卻劑），通過調節硼濃度可以控制反應性。硼酸溶液在堆芯中的分布是均勻的，不會引起中子注量率畸變。但調節硼濃度比較緩慢，所以這種方法只能控制因燃耗、氙毒和慢化劑溫度改變等引起的比較緩慢的反應性變化。
