Ursprunglig fråga:
hej! jag undrar hur man avbryter kedjereaktionen i ett kärnkraftverk? vad använder man och hur kontroller man det som stänger av den?
/siri l, asken, strängnäs

Svar:
Hej Siri! Ett kärnkraftverk i normaldrift körs med en exakt balans mellan producerade neutroner (i fissionsprocessen) och konsumerade neutroner (de som orsakar fission, bara fångas in i bränslet eller moderatorn, försvinner ut från reaktorhärden mm). En liten ökning i borttagna neutroner gör att reaktorn går ner i effekt för att slutligen stanna. Denna ökning i borttagna neutroner åstadkoms med sk styrstavar.

Styrstavarna går i mellanrummet mellan bränslestavarna rakt igenom reaktorn och innehåller ett ämne som absorberar neutroner, vanligtvis bor eller kadmium. Styrstavarna körs normalt ut och in med elmotorer, men man kan även använda hydrauldon för snabbstopp.

En liten men viktig detalj som är mycket viktig för att kunna driva ett kärnkraftverk på ett säkert sätt är sk fördröjda neutroner. C:a 1% av de neutroner som produceras har föregåtts av ett beta-sönderfall. Det betyder att dessa neutroner är fördröjda med några sekunder (moderkärnans halveringstid) innan de kommer ut och kan inducera kärnklyvningar. Om inte denna 1% av fördröjda neutroner hade funnits, så hade tidskonstanten för reglering blivit mycket kortare, och det hade varit omöjligt att styra reaktorn med mekaniska anordningar.

En annan viktig aspekt på reaktorkonstruktionen är moderatorn som effektivt bromsar upp neutronerna. I de typer av reaktorer vi har i Sverige används vatten som moderator (förutom att det fungerar som kylmedium för reaktorhärden - det transporterar värme från reaktorn till turbinen). De neutroner som kommer ut i fissionsprocessen har ganska hög energi (1-10 MeV). Sannolikheten för fission av U-235 är emellertid mycket låg för dessa höga neutronenergier, se nedanstående figur. Vid låga neutronenergier är emellertid som synes sannolikheten mycket större. För att få ett bra utbyte av fissionsreaktioner är det alltså effektivt att snabbt få ner neutronenergin till låga värden. Detta sker genom att neutronerna kolliderar med vätekärnorna som finns i vattnet.

Se vidare länk 1, länk 2, Nuclear_power , Nuclear_reactor_technology och Light_water_reactor , de tre senare mycket omfattande och på engelska.

Nyckelord: kärnenergi [19];

1 http://www.e.kth.se/~e98_bpo/index.html
2 http://sv.wikipedia.org/wiki/K%C3%A4rnreaktor