Aktiv zona

Aktiv zona — nüvə reaktorunda nəzarət olunan zəncirvari reaksiyanın getdiyi boşluq; ağır elementlərin (uran, plutonium) nüvələrinin bölünmə reaksiyası nüvədaxili enerjinin ayrılması (əsasən, istilik şəklində) ilə müşayiət olunur. Aktiv zonada parçalanan maddə (blok və mil şəklində), yavaşıdıcı (əgər reaksiya sürətsiz neytronlarla baş verirsə), istilik daşıyıcısı (reaksiyadan ayrılan istiliyi aparmaq üçün), həmçinin reaktorun idarə olunması, qorunması və nəzarət üçün cihaz və qurğular yerləşir. Heterogen reaktorların (bu növ reaktorlar daha geniş yayılmışdır) aktiv zonasında yanacaq istilikdaşıyıcısı elementlər şəklində yerləşdirilir. Homogen reaktorlarda istilik borularla dövr edən istilikdaşıyıcı vasitəsilə, yaxud bilavasitə yavaşıdıcı yanacaq qarışığı ilə ayrılır. Fiziki baxımdan aktiv zonanın ən yaxşı forması kürə şəklindədir, konstruktiv baxımdan isə çox vaxt silindir şəklində hazırlanır. Neytronların kənara sızmasını azaltmaq məqsədi ilə aktiv zona neytronları əks etdirə bilən maddələrlə əhatə olunur.

Tipik bir təzyiqli su reaktorunun və ya qaynar su reaktorunun nüvəsinin içərisində hər birinin uzunluğu təxminən 4 m olan iri gel tipli mürəkkəb qələminin diametri olan yanacaq çubuqları var və onlar "yanacaq qurğuları" adlanan dəstələrdə yüzlərlə qruplaşdırılır. Hər bir yanacaq çubuğunun içərisində uran qranulları və ya daha çox uran oksidi uçdan uca yığılır. Həmçinin nüvənin içərisində neytronları asanlıqla tutan bor və ya hafnium və ya kadmium kimi maddələrin qranulları ilə doldurulmuş nəzarət çubuqları var. Nəzarət çubuqları nüvəyə endirildikdə, onlar neytronları udur və beləliklə, zəncirvari reaksiyada iştirak edə bilməzlər. Əksinə, nəzarət çubuqları yoldan qaldırıldıqda, yaxınlıqdakı yanacaq çubuqlarında parçalanan uran-235 (U-235) və ya plutonium-239 (Pu-239) nüvələrinə daha çox neytron düşür və zəncirvari reaksiya güclənir. Reaktorun içərisində olan nüvə örtüyü nüvənin daxilindəki nüvə reaksiyalarını soyutmaq üçün su axını istiqamətləndirir. Bölünmə reaksiyasının istiliyi su tərəfindən çıxarılır, bu da neytron reaksiyalarını mülayimləşdirir.

İstifadədə olan qrafitlə idarə olunan reaktorlar da var. Bir növ neytron moderatoru üçün bərk nüvə qrafitindən və soyuducu üçün adi sudan istifadə edir. Sovet istehsalı olan RBMK nüvə reaktoruna baxın. Bu, Çernobıl faciəsində iştirak edən reaktor növü idi. İngilis dizaynı olan Qabaqcıl Qazla Soyudulmuş Reaktorda nüvə yanacaq birləşmələrinin yerləşdiyi qrafit neytron moderatorundan hazırlanır. Karbon dioksid qazı soyuducu kimi çıxış edir və o, nüvədən keçərək istiliyi çıxarır. Çınqıl yataqlı reaktor konseptləri və ərimiş duz reaktoru təcrübəsi kimi moderasiya üçün qrafitdən istifadə edən bir neçə eksperimental reaktor da olmuşdur.