Цепная реакция деления в ядерном реакторе требует регулирования по нескольким причинам:

Устойчивость реакции: Цепная реакция деления начинается с поглощения нейтрона ядром делящегося изотопа (например, уран-235 или плутоний-239). Каждый акт деления вызывает выделение дополнительных нейтронов, которые могут вызвать дальнейшие деления. Без регулирования эта реакция может быстро выйти из-под контроля, приводя к неконтролируемому увеличению тепла и, в крайнем случае, к аварийной ситуации.

Безопасность: Высокие температуры и давление, возникающие в результате неконтролируемой реакции, могут привести к расплавлению ядерного топлива и повреждению реактора. Это может вызвать утечку радиации и другие опасные последствия для окружающей среды и человека.

Экономическая эффективность: Регулирование реакции позволяет поддерживать оптимальный уровень мощности и эффективность работы реактора, обеспечивая его стабильную работу и эффективное использование ядерного топлива.

Для обеспечения устойчивой и безопасной работы реактора применяются различные меры регулирования:

Регуляторы нейтронного потока: Используются специальные системы, такие как контрольные стержни, сделанные из материалов, которые поглощают нейтроны (например, бор, кадмий), для замедления или остановки реакции. Эти стержни могут быть введены в активную зону реактора или выведены из неё для увеличения или уменьшения нейтронного потока.

Системы охлаждения: Для отвода тепла, генерируемого в процессе деления, используются системы охлаждения, которые поддерживают допустимые температуры в реакторе. Это могут быть воды, газы или жидкие металлы в зависимости от типа реактора.

Системы мониторинга: Реакторы оснащены системами мониторинга, которые отслеживают параметры работы, такие как температура, давление, уровень радиации и состояние топлива. Эти системы позволяют операторам быстро реагировать на любые отклонения.

Аварийные системы: Реакторы имеют заранее предусмотренные аварийные системы, которые могут быстро уничтожить реакцию или перевести реактор в безопасное состояние в случае возникновения нештатной ситуации.

Автоматизация и управление: Использование современных компьютерных систем для автоматического управления реакцией и мониторинга состояния реактора помогает минимизировать риск человеческой ошибки.

Комбинация этих мер обеспечивает безопасное и устойчивое функционирование ядерного реактора и минимизирует потенциальные риски, связанные с его эксплуатацией.