Moderátor (reaktor)
Moderátor alebo moderátor neutrónov je látka spomaľujúca neutróny. Najčastejšie sa používa v pomalých jadrových reaktoroch na zníženie energie neutrónov vznikajúcich pri štiepení na energiu tepelných neutrónov v rozmedzí 0,002 eV až 0,5 eV). Moderátor je nevyhnutný, aby riadená štiepna reakcia mohla prebiehať.
Dôvody použitia
Pravdepodobnosť, že letiaci neutrón bude zachytený jadrom a vyvolá ďalšie štiepenie, závisí od jeho kinetickej energie. Pritom pri energiách rádu 1 MeV, ktoré majú rýchle neutróny, je výrazne menšia ako pri tepelných neutrónoch. Produktom štiepenia jadra sú však rýchle neutróny. Jedným z možných riešení je použiť natoľko bohaté palivo, že sa reťazová reakcia udrží aj s rýchlymi neutrónmi. Toto riešenie sa používa pri jadrových zbraniach a tzv. rýchlych reaktoroch. Druhým riešením je rýchle neutróny spomaliť a rozptýliť ich energiu, zrážkami v látke s množstvom ľahkých jadier, ktoré majú schopnosť neutróny účinne spomaliť a pritom výrazne nepohlcovať. Látka, ktorá túto funkciu plní, je moderátor.
Používané moderátory
Na moderovanie sa používa najčastejsie voda, ťažká voda (obe obvykle spojené i s funkciou chladenia) alebo grafit, prípadne aj iné vhodné látky.
Na Slovensku bol postavený tiež pokusný reaktor, ktorý ako moderátor používal ťažkú vodu a ako chladivo CO2, bol to blok A1 v Jaslovských Bohuniciach. Tento systém sa ale neosvedčil. Po havárii bol projekt zastavený.
V černobyľskej elektrárni bol použitý ako moderátor grafit, z niekoľkých dôvodov menej bezpečný. Pri katastrofickom zlyhaní vodného reaktora odparenie a únik vody znamená zastavenie reťazovej reakcie, v grafitového reaktore je voda iba chladivo a pohlcovač neutrónov. Pri jej úniku reakcia ďalej pokračuje a výkon naopak stúpa. Grafit pri vysokej teplote napomohol aj rozkladu vody na kyslík a vodík, čo spôsobovalo druhotné chemické výbuchy.
Pozri aj
- Štiepna jadrová reakcia
- Jadrový reaktor