制御棒とは、中性子を吸収することで、炉心で起こる核の連鎖反応を、棒をさらに挿入することで減速したり、完全に止めたり、少し外すことで加速したりするための装置です。 基本的に制御棒は、核分裂プロセスをリアルタイムで制御し、核分裂プロセスが活発であることを確実にしながら、制御不能なほど加速することを防ぐ。
ウラン235の核分裂では、平均して2.5個の中性子が放出されるが、核の連鎖反応を安定して維持するためには、1個の中性子しか必要ではない。 制御棒はこの余分な中性子を吸収し、原子炉の出力を調整することができる。 標準的な量を挿入すると、その位置は臨界状態になり、出力は変わらない。 制御棒を押し込むと、出力とともに中性子の数が減り、原子炉は臨界点以下になります。 反対に、ロッドを少しずつ引き出せば、核分裂が臨界を超えていく。
設計
制御棒とは、中性子を吸収する物質（ホウ素やハフニウムなど）が入った棒、板、管のことです。 燃料棒ほどの大きさの制御棒が数本、等間隔に配置され、一端がスパイダーと呼ばれる金属製のブラケットで連結されています。
制御棒が中性子を吸収して核分裂の連鎖反応を制御するためには、中性子吸収能力の高い材料を選ぶ必要があります。 中性子をどれだけ吸収するかを示すのが中性子吸収断面積で、単位はバーンズ（10-28平方メートル）である。
制御棒の設計では、材料の選択とともに、機械的特性とコストが重要になる。
制御棒の設計では、材料の選択とともに、機械的特性とコストが重要になります。例えば、ホウ素10は中性子吸収材としては最も優れていますが、非常にもろいため、制御棒の製造には適していません。
安全上の注意点
制御棒は、原子炉の出力をコントロールするための重要な安全装置です。 しかし、CANDU炉をはじめとする一部の原子炉では、制御棒が電磁石で支えられています。 そのため、停電や信号の途絶が起こると、制御棒は直ちに開放され、重力によって炉心に落下してしまう。 これにより、核分裂反応の継続が妨げられ、緊急時の第一次停止システムとして機能する。 また、制御棒を支えている機械に何らかの障害が発生した場合には、手動で落下させることもできる。 制御棒を原子炉内に落下させる際には、スクラムと呼ばれる作業が行われる。 沸騰水型原子炉では、制御棒が原子炉の底部に設置されているため、制御棒を押し上げなければならず、設計が異なります。 (2015年7月7日)に掲載されています。 原子炉容器の頭部. 入手可能です。 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Reactor_Vessel_head.jpg
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