Mitä ovat ohjaussauvat?

Ohjaussauvat ovat työkaluja, joita käytetään ydinreaktorin sisällä tapahtuvan ketjureaktion hallintaan. Valitsematta jätetty ketjureaktio voi nopeasti karata käsistä ja aiheuttaa reaktorin räjähtämisen. Ohjaussauvat hillitsevät reaktion nopeutta ja varmistavat sen tapahtuvan turvallisella ja kestävällä tavalla. Nämä tangot ovat myös osa turvajärjestelmiä, joita käytetään estämään reaktorikatastrofit.

Kuten nimestä voi päätellä, ohjaussauva on sauva, joka on valmistettu metallista tai metalliseoksesta. Se on yleensä rakennettu koteloon, jossa on muita tankoja, jotka on suunniteltu nostettavaksi ja laskettavaksi yhdessä reaktorista. Metallin tai metallien koostumus säätösauvassa vaihtelee käytettävän reaktorin tyypin mukaan. Kaikissa tapauksissa metalleilla on ominaisuus kyky absorboida neutroneja ilman halkeamista.

Fissio on tietysti reaktio, joka ajaa ydinreaktoreita. Halkeilussa ydin absorboi neutronin ja jakautuu sitten vapauttaen lämpöä, energiaa ja muita neutroneja. Kontrolloidussa ydinreaktiossa reaktorin henkilökunta haluaa pitää neutronien tuotannon yhtä suurena kuin neutronien kulutus, ja jokainen fissioreaktio tuottaa yhden neutronin korvaamaan menetetyn. Itse asiassa neutroneja tuotetaan kaksi tai kolme kertaa enemmän kuin ne kuluttavat, mikä voi nopeasti aiheuttaa karkaavan reaktion.

Tässä kohtaa ohjaussauvat tulevat sisään. Ohjaussauvat lasketaan reaktoriin absorboimaan joitakin fissioreaktioiden aikana syntyneitä neutroneja, jotta suhde pysyy hallinnassa. Kun lämpötila nousee, tankoja lasketaan ja lämpötilan laskiessa sauvoja nostetaan, jotta fissioreaktiot voivat tapahtua enemmän. Hätätilanteessa, jossa reaktori näyttää saavan hallinnan, tangot lasketaan kokonaan reaktoriin sammuttaakseen sen kokonaan.

Tunnetaan myös nimellä absorptiotangot, ydinreaktorin ohjaussauvat on suunniteltu toimimaan myös kriisitilanteessa, jossa ihminen ei ole käytettävissä. Monien reaktorien yhteydessä tangot ovat reaktorin päällä järjestelmässä, joka on suunniteltu pudottamaan tangot, jos reaktorin lämpötila nousee liian korkeaksi. Muissa tapauksissa vikaturvalliset järjestelmät voidaan aktivoida sekä reaktoritilassa että ulkoisesti etäjärjestelmien kautta. Henkilökunta seuraa myös jatkuvasti, mitä reaktorin sisällä tapahtuu, ja tarkkailee tarvittaessa polttoaineen ja säätösauvojen vaihtoa.