為了控制鏈式反應的速率在一個預定的水平上，需用吸收中子的材料做成吸收棒，稱之為控制棒和安全棒。控制棒用來補償燃料消耗和調節反應速率；安全棒用來快速停止鏈式反應。吸收體材料一般是硼、碳化硼、鎘、銀銦鎘等。
基本介紹
- 中文名：控制棒排列
- 外文名：Control rod arrangement
工作原理,組件,
工作原理
控制棒是由硼和鎘等易於吸收中子的材料製成的。核反應壓力容器外有一套機械裝置可以 操縱控制棒。控制棒完全插入反應中心時，能夠吸收大量中子，以阻止裂變鏈式反應的
進行。如果把控制棒拔出一點，反應堆就開始運轉，鏈式反應的速度達到一定的穩定值；如果想增加反應堆釋放的能量，只需將控制棒再抽出一點，這樣被吸收的中子減少，有更多的中子參與裂變反應。要停止鏈式反應的進行，將控制棒完全插入核反應中心吸收掉大部分中子即可。
那么，核反應堆是怎樣調節其反應速度，以滿足核潛艇等運動時快時慢要求的呢？
根據核反應堆的工作原理，如果改變堆內的中子數和中子密度，就可以改變核反應的劇烈程度，從而改變核反應堆的功率。核潛艇是用控制棒和化學控制兩條途徑來控制核反應堆反應速度的，從而使核潛艇做到快慢自如。
按照這一原理問題就簡單了，若想使核反應堆停堆，只需將控制棒完全插入堆芯中即可。這樣，由於控制棒吸收了大量中子，堆芯就會由於中子數量不足而使裂變反應難以為繼，核反應自然就會減弱或停止運行了。
同時，為了防止核反應堆發生爆炸，核潛艇的控制棒在緊急情況下能夠迅速插入堆芯底部，使核反應堆停堆，此情景在許多電影“大片”中都有演示。例如，當冷卻系統出現問題後，堆芯的溫度就會由於不能迅速冷卻而升高，這樣，就很可能使核反應堆熔化，甚至爆炸。為此，核潛艇反應堆艙內設有溫控系統，當反應堆冷卻劑的溫度超過允許值時，溫控系統將信號傳給控制棒驅動機構，控制棒便會在幾秒鐘內迅速插入堆芯底部，使核反應堆停堆。停堆後的核反應堆逐漸冷卻，自然就不會發生爆炸了。
注意這裡的爆炸是由於堆芯溫度過高，鋯包殼在高溫高壓的環境下會與水反應生成氫氣，故這裡的爆炸是氫氣爆炸而不是鏈式反應的核爆炸。
組件
核反應堆的開、停和核功率的調節都由控制棒控制。控制棒內的材料能強烈吸收中子，可以控制反應堆內鏈式裂變反應的進行。控制棒也組裝成組件的形式。反應堆不運行時，控制棒插在堆芯內。開堆時將控制棒提起，運行中根據需要調節控制棒的高度。一旦發生事故，全部控制棒會自動快速下落，使反應堆內的鏈式裂變反應停止。
控制棒組件在堆芯內的排列方式要由物理設計確定。
