Управление работой ядерного реактора производится управляющими стержнями8 автоматически. Контроль за работой осуществляется с помощью особой ионизационной камеры9, снабженной соответствующим усилителем10. Когда в реакторе образуется нейтронов больше, чем нужно, и реакция ускоряется, камера сама включает электромоторы11, которые вдвигают управляющие стержни. Реакция начинает идти медленнее. Если реакция протекает медленнее, чем нужно, стержни автоматически выдвигаются.
Время от времени уран из реактора удаляется, и из него выделяется накопившийся там плутоний 239, который может быть использован для цепной реакции взрывного типа. Остановка реактора, необходимая для этого, осуществляется с помощью тех же управляющих стержней, путем их полного введения внутрь реактора, или дополнительных таких же стержней, специально предназначенных для этой цели (аварийных, или стоп-стержней).
Так как во время работы реактора в нем выделяется огромное количество ядерной энергии, превращающейся в теплоту, то для того, чтобы реактор не расплавился, выделяющееся тепло необходимо отводить наружу в теплообменник или нагреватель.
Для вывода тепла из реактора можно применять воду при высоком давлении, прогоняя ее насосом7 (рис. 41) по специальным каналам, или какой-либо газ (гелий, углекислый газ и т. п.), или расплавленный металл (калий, натрий, свинец и т. д.). Вещества, которые непрерывно циркулируют через реактор и отводят выделяющееся там тепло в теплообменник, называются теплоносителями. Теплоноситель не должен поглощать нейтроны, движущиеся в активной зоне реактора, должен быть химически устойчивым при температурах, господствующих в реакторе. Выбор теплоносителя определяется еще и тем, какую температуру требуется получить в теплообменнике.
Применение для отвода тепла газов или расплавленных металлов позволяет получать в теплообменнике более высокую температуру. Чем выше температура в теплообменнике, тем больше будет коэффициент полезного действия установки, использующей тепло реактора. Современные реакторы работают при температуре 250–600 градусов.
Ядерные реакторы, содержащие ядерное горючее в виде отдельных стержней или блоков, получили название гетерогенных реакторов. Существуют и так называемые гомогенные реакторы, в которых ядерное горючее равномерно смешано с замедлителем. Это может быть сплав, раствор или простая механическая смесь расщепляющегося материала или какого-либо его соединения с тем или иным замедлителем.
