제어봉

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  제어봉

  핵연료집합체

제어봉 [Control Rod]

제어봉은 원자로 내에서 중성자를 흡수함으로 중성자 수를 조절하는 데 쓰는 재료다. 중성자수와 핵분열 수는 비례하고 핵분열정도는 원자로 출력에 비례하므로 중성자 수량 조절을 통하여 원자로 출력을 조절한다. 출력을 낮추고자 할 때는 제어봉을 삽입하여 중성자를 흡수하고 출력을 높이고자 할 때에는 제어봉을 인출한다. 제어봉 재료로는 중성자 흡수단면적이 큰 카드뮴, 붕소 등이 사용된다. 주로 집합체 형태 또는 십자형 형태로 만들어지고 분말 또는 액체로도 사용된다.

제어봉은 그 기능에 의해 미(微)조정봉, 심봉 및 안전봉의 세 종류로 크게 구분된다. 미조정봉은 반응도가 미세한 조절을 하기 위한 것으로 원자로의 운전 중에서 과도상태를 빠르게 조절하여 출력을 일정하게 유지시키는 데 사용된다.

심봉은 반응도의 대략적인 조절을 하기 위한 것으로 원자로의 운전할 때에 출력을 소요값에 가깝게 되도록 하는 데 사용되거나, 핵분열 생성물의 독작용에 의한 반응도의 감소를 보완하는 데 사용된다.

안전봉은 반응도를 급속히 크게 감소시키기 위한 것으로, 원자로의 비상사태시에 긴급정지를 하는데 사용되며, 원자로의 안전을 유지하는 역할을 한다.

원자로에 따라서는 심봉에 안전봉을 겸하게 한 것도 있다. 심봉을 구동장치에 전자 클러치로 부착해 두면 평상시는 심봉으로 작동하고, 긴급 정지시에 전자기 클러치를 끊으면 심봉이 즉시 원자로 안으로 떨어져 안전봉의 역할을 한다.

(그림) 제어봉집합체 개략도