Racun netron (30-33) Pada berapa reaktor, material penyerap netron disebut racun (poison) yang dengan sengaja dirancang di dalam reaktor untuk tujuan tertentu. Beberapa poison depleted menyerap netron selama pengoperasian reaktor. Point penting :1. Menjelaskan istilah di bawah ini :a. Burnable poisonb. Non-burnable poisonc. Chemical Shim2. Menjelaskan penggunaan racun netron yang mudah terbakar dalam teras reaktor.3. keuntungan dan kerugian chemical shim pada racun yang mudah terbakar.4. Dua alasan mengapa racun poison non-burnable yang digunakan dalam teras reaktor.5. Contoh material yang digunakan untuk racun netron tidak dapat terbakar.

Fixed Burnable poison (racun yang mudah terbakar)Selama pengoperasian reaktor sejumlah bahan bakar yang terdapat di dalam teras reaktor menurun secara konstan. Jika reaktor di operasikan untuk jangka waktu yang lama, bahan bakar yang berlebih dibutuhkan untuk tepat kritis yang harus ditambahkan ketika reaktor dibangun. Reaktivitas positif berkaitan dengan bahan bakar yang harus seimbang dengan reaktivitas negatif dari material penyerap netron. Perpindahan batang kendali yang terdapat pada material penyerap netron adalah satu metode yang digunakan untuk mengganti bahan bakar yang berlebih. Penggunaan batang kendali secara sendiri untuk menyeimbangkan reaktivitas yang berlebih mungkin tidak diinginkan atau tidak berguna untuk beberapa alasan. Alasan pertama untuk desain teras yang mungkin adalah ruangan yang tidak cukup secara fisik untuk batang kendali dan mekanisme dalam skala yang besar.Untuk mengontrol jumlah bahan bakar yang besar tanpa menambahkan batang kendali, racun yang mudah terbakar termuat didalam teras reaktor. Racun yang mudah terbakar adalah material yang memiliki tampang lintang penyerapan netron yang tinggi dikonverter ke dalam material yang tampang lintang penyerapannya relatif rendah yang hasilnya seperti penyerap netron. Berkaitan denga material yang mudah terbakar, reaktivitas negatif pada racun yang mudah terbakar menurun di atas hidup teras. Racun akan menurunkan reaktivitas negatif pada laju yang sama pada reaktivitas positif pada bahan bakar yang berlebih adalah habis (depleted). Racun yang mudah terbakar umumnya digunakan dalam bentuk senyawa boron atau gadolinium yang di bentuk di dalam lencana atom/kisi yang terpisah atau piringan, atau dikenalkan seperti adiktif ke bahan bakar. Karena mereka biasanya dapat didistribusikan lebih seragam daripada batang kendali, racun sedikit menganggu untuk distribusi daya pada teras.

Racun yang dapat larutDisebut juga bahan kimia yang berkilau, menghasilkan penyerapan netron yang seragam secara leluasa ketika dihancurka dalam pendingin air. Bahan bakar yang mudah larut secara komersil penekan reaktor air (Presserized water reactor (PWR) adalah asam garam (borid) yang sering mengacu ke boron dapat larut (Soluble Boron) atau Solbor. Asam Borid dalam pendingin mengurangi faktor pemanfaatan termal, menyebabkan penurunan reaktivitas. Variasi konsentrasi pada asam borid dalam pendingin (proses yang mengacu pada borasi dan dilusi), reaktivitas teras dapat dengan mudah divariasi. Jika konsentrasi boron naik, pendingin/moderator menyarap lebih netron, reaktivitas negatif bertambah. Jika konsentrasi boron direduksi (dilusi), reaktivitas positif bertambah. Perubahan konsentarsi boron dalam PWR adalah proses yang lambat dan utamanya digunakan untuk mengimbangi kerugian pemadaman bahan bakar atau pembangunan racun. Variasi konsentrasi boron mengijinkan batang kendali yang digunakan minimal, hasilnya dalam tampang flux yang rata di atas teras dan dapat diproduksi oleh pentyelipan batang. tampang flux datar adalh berkaitan dengan fakta bahwa disana tidak terdapat bagian penekanan flux seperti yang diproduksi pada hampir batang kendali yang disisipkan.Jenis reaktor DOE tidak menggunakan racun netron yang dapat larut selama pengoperasian normal. Beberapa reaktor DOE, termasuk sistem perlambatan darurat menginjeksikan padatan yang berisi racun netron ke dalam sistem sirkulasi pending reactor. Variasi larutan, termasuk sodium poliborat dan gadolinium nitrat digunakan. Racun yang mudah terbakar memiliki beberapa keuntungan di atas chemical shim. Racun yang mudah terbakar mungkin termuat secara diskrit dalam lokasi yang khusus dalam orde untuk bentuk atau tampang flux pengendali dalam teras. Racun yang mudah terbakar tidak membuat koefisien reaktif temperatur pada moderator sedikit negatif seperti pada chemical shim. Dengan chemical shim, temperatur naik dan moderator meluas, beberapa moderator adalah di dorong keluar dari luas teras aktif. Boron adalah juga berpindah keluar, dan ini berefek positif pada reaktivitas. Sifat ini pada batas chemical shim mengijinkan konsentrasi boron karena beberapa konsentrasi yang lebih besar membuat koefisien temperatur moderator pada reaktivitas yang positif. Racun tidak terbakarRacun tidak terbakar adalah salah satunya memelihara reaktif negatif konstan pada nilai di atas umur teras. Ketika tidak ada racun netron adalah dengan keras tidak terbakar, material pastinya dapat diperlakukan seperti racun tidak terbakar di bawah kondisi ini pastinya, contohnya hafnium. Pemindahan (oleh penyerapan netron) satu isotop pada hafnium mudah untuk diproduksi pada penyerap netron yang lain, dan secara terus menerus melalui penyerapan lima rantai. Rantai penyerapan ini dalam racun poison yang berumur panjang yang mendekati karakteristik tidak terbakar. Penyerapan dengan tampang lintang penyerap netron yang rendah dapat juga diperlakukan seperti kondisi yang paling banyak di bawah tidak terbakar.Yang mungkin membuat reaktivitas material racun adalah selalu racun terbakar lebih seragam di atas umur teras yang menggunakan self-shielding. Dalam self shielding, material racun adalah cukup tebal yang hanya lapisan terluar mereduksi jumlah netron yang menembus material sebelah dalam. Lapisan terluar netron penyerap racun dan diudah ke material non racun, lapisan sebelah dalam mulai menyerap netron lebih, dan reaktivitas negatif pada racun adalah secara wajar seragam.Normalnya penggunaan racun tidak mudah terbakar adalah pada pembentukan daya atau untuk mencegah flux yang berlebih dan puncak daya yang dekat daerah moderator pada reaktor.

Ringkasan ;1. Racun netron yang dapat terbakar adalah material yang memiliki tampang lintang penyerapan yang tinggi yang diubah ke dalam material yang tampang lintang penyerapannya relative rendah sebagai penyerap netron.2. Racun netron tidak dapat terbakar adalah material yang memiliki karakteristik penyerapan netron yang relater konstan di atas umur teras. Penyerapan netron oleh satu isotop dalam material penghasil isotop yang lain juga memiliki tampang lintang penyerapan yang tinggi.3. Chemical shim adalah racun netron yang dapat larut yang disirkulasikan di dalam pendingin selama operasi normal.4. Racun netron dapat terbakar digunakan dalam teras reaktor untuk mengimbangi reaktivitas positif yang berlebih pada bahan bakar ketika reaktor mulai dihidupkan.5. Chemical shim memeiliki beberapa keuntungan dibandingkan racun yang mudah terbakar.a. Memiliki efek seragam yang luas.b. Mungkin untuk menaikkan atau menurunkan jumlah racun dalam teras selama pengoperasian reactor.6. Racun dapat terbakar memiliki beberapa keuntungan dibandingkan chemical shima. Dapat digunakan untuk bentuk tampang fluxb. Tidak memiliki pengaruh yang merugikan pada koefisien temperratur moderator.7. Dua alasan untuk penggunaan racun netron tidak dapat terbakar dalam teras reaktor untuk menentukan daya dan untuk mencegah flex yang berlebih dan puncak daya yang dekat denga daerah moderator.8. Contoh material yang digunakan pada racun netron tidak mudah terbakar adalah hafnium.

Samarium dan racun hasil fisi yang lainPoint :1. Mendiskripsikan bagaimana samarium-149 dihasilkan dan dipindahkan dari teras reaktor selama pengoperasian reaktor.2. Persamaan untuk keseimbangan konsentrasi samarium-149.3. Mendiskripsikan bagaimana keseimbangan konsentrasi samarium-149 yang bervariasi denga tingkat daya pada reaktor.4. Mendiskripsikan bagaimana konsentrasi samarium-149 yang berubah mengikuti perlambatan/ pematian reaktor dari kondisi steady-state (keadaan yang tetap).5. Mediskripsikan bagaimana konsentrasi samarium-149 yang berubah mengikuti penghidupan reaktor.6. Menjelaskan kondisi di bawah helium-3 akan memiliki pengaruh yang signifikan pada reaktivitas reaktor.

Produksi dan pemindahan Samarium-149Samarium-149 adalah racun hasil fisi terpenting kedua karena tampang lintang netron termal yang tinggi 4,1 x 104 barn. Samarium-149 dihasilkan dari peluruhan pada neodymium-149 yang pembelahannya ditunjukkan dalam rantai peluruhan di bawah ini :

Untuk tujuan pengujian perilaku samarium-149, dengan waktu paro 1,73 tahun neodymium-149 adalah cukup lebih pendek dari pada 53,1 jam nilai untuk promethium-149 bahwa promethium-149 mungkin dipertimbangkan jika terbentuk langsung dari fisi. Asumsi ini, dan mengabaikan jumlah yang kecil pada bakaran promethium,.

Laju perubahan = hasil dari fisi-peluruhan konsentrasi

Dimana :Konsentrasi

= Hasil fisi = kostanta peluruhan untuk

Penyelesaian untuk nilai kesetimbangan promethium-149 :

Laju pembentukan samarium-149 adalahLaju perubahan = hasil dari fisi +peluruhan - bakaran

Konsentrasi

= Hasil fisi = tampang lintang serapan makroskopis dari Hasil fisi samarium-149, mendekati nol, Persamaan menjadi :

Penyelesaian persamaan ini untuk konsentrasi yang seimbang pada samarium-149 dan subtitusikan / untuk hasinya di bawah :

Ini untuk keseimbangan konsentrasi samarium-149 selama reaktor beroperasi diilutrasikan bahwa keseimbangan konsentrasi samarium-149 adalah bergantung pada flux netron dan tingkat daya. Konsentrasi samarium akan mengalami transien yang diikuti oleh perubahan tingakatan daya, tetapi akan kembali pada nilai awal.Respon samarium-149 pada Reaktor yang dimatikanKarena