अणुभट्टीमध्ये (Nuclear Reactor) केंद्रकीय विखंडनाचा दर नियंत्रित करण्यासाठी आणि अतिरिक्त न्यूट्रॉन्स शोषून घेण्यासाठी खालीलपैकी कशाचा वापर केला जातो?
EN
In a nuclear fission reactor, which of the following is employed to absorb excess neutrons and regulate the fission rate?
योग्य उत्तर पर्याय (४) नियंत्रक कांड्या (Control Rods) आहे.
स्पष्टीकरण:
•
नियंत्रक कांड्या (Control Rods): अणुभट्टीतील केंद्रकीय साखळी अभिक्रिया सुरक्षित आणि नियंत्रित ठेवण्यासाठी कॅडमियम (Cadmium - Cd) किंवा बोरॉन (Boron - B) या धातूंच्या कांड्या वापरल्या जातात.
•
या मूलद्रव्यांची अतिरिक्त न्यूट्रॉन्स शोषून घेण्याची क्षमता (Neutron absorption capacity) प्रचंड असते.
•
जेव्हा या कांड्या अणुभट्टीच्या गाभ्यात (Core) खोल ढकलल्या जातात, तेव्हा त्या अतिरिक्त न्यूट्रॉन्स शोषून घेतात आणि विखंडनाचा वेग मंदावतो. आणीबाणीच्या वेळी या कांड्या पूर्णपणे आत घालून अणुभट्टी तात्काळ बंद (Reactor scram) करता येते.
इतर पर्यायांचे विश्लेषण (Distractor Analysis):
•
पर्याय १ (मंदक - Moderator): जड पाणी ($D_2O$) किंवा ग्रॅफाइट; हे न्यूट्रॉन्स शोषून घेत नाहीत, तर केवळ वेगवान न्यूट्रॉन्सचा वेग कमी (मंद) करतात.
•
पर्याय ३ (शीतलक - Coolant): पाणी, द्रवरूप सोडियम किंवा कार्बन डायऑक्साईड; हे अणुभट्टीत निर्माण झालेली प्रचंड उष्णता शोषून टर्बाइनकडे वाहून नेतात.
MPSC परीक्षा टीप
परीक्षेसाठी महत्त्वपूर्ण संकल्पना व शॉर्टकट
अणुभट्टीचे प्रमुख घटक व त्यांची कार्ये (MPSC जोड्या लावा प्रश्न):
•
इंधन (Fuel): युरेनियम-२३५ ($^{235}\text{U}$), प्लुटोनियम-२३९ ($^{239}\text{Pu}$)
•
मंदक (Moderator): जड पाणी ($D_2O$), ग्रॅफाइट (न्यूट्रॉनचा वेग कमी करण्यासाठी)
•
नियंत्रक कांड्या (Control Rods): बोरॉन किंवा कॅडमियम (न्यूट्रॉन्स शोषून अभिक्रिया नियंत्रित करण्यासाठी)
•
शीतलक (Coolant): द्रवरूप सोडियम ($Na$), जड पाणी (उष्णता वाहून नेण्यासाठी).
translate
English Explanation / स्पष्टीकरण:
The correct answer is Option (4) Control rods.
Explanation:
•
Control Rods: Fabricated from strong neutron-absorbing materials such as Cadmium ($Cd$) or Boron ($B$) (e.g., Boron carbide, $B_4C$).
•
They maintain a steady-state multiplication factor ($k = 1$, critical state) by absorbing excess secondary neutrons without undergoing fission themselves.
•
Lowering the rods deeper into the core decreases neutron population, dampening the reaction rate; fully inserting them executes an immediate emergency shutdown ('SCRAM').
Distractor Analysis:
•
Option 1 (Moderator): Materials like heavy water ($D_2O$) or graphite that slow down (thermalize) fast neutrons without absorbing them.
•
Option 3 (Coolant): Fluids like pressurized water, liquid sodium, or helium that extract core thermal energy to generate electrical steam power.
MPSC EXAM TIP
High-Yield Exam Strategy Tip
Nuclear Reactor Components Matching Summary:
•
Fuel: $^{235}\text{U}$, $^{239}\text{Pu}$
•
Moderator: Heavy water ($D_2O$), Graphite (slows neutrons)
•
Control Rods: Cadmium or Boron (absorbs neutrons)
•
Coolant: Liquid Sodium, pressurized water (removes heat).