为了实现对反应堆的控制，可向堆内增加或减少能强烈吸收中子的材料来改变堆的反应性。硼、铪、镉及其化合物都可用作控制材料，通常把它们制成棒状或片状应用，称为控制棒。
由于镉对慢中子有很大的俘获截面，常用镉棒做成核反应堆的控制棒。控制棒插入堆芯能大量吸收中子，可使反应减慢或停止;反之，控制棒提出堆芯，反应则可加速进行。
控制棒可分为安全棒、补偿棒和调节棒。安全棒的作用是当反应堆发生意外或事故时，它可依靠弹簧或重力装置迅速进入堆芯使反应堆停闭，从而保证安全;补偿棒用来补偿堆内反应性的缓慢变化;调节棒的作用是调整反应堆的功率，使之达到并维持给定水平。对控制材料的要求是，吸收中子的能力强，热稳定性和辐照稳定性好 ，同冷却剂的相容性好，有一定机械强度并易于加工制造。
控制材料也可以用液体形式，例如，把硼酸水溶液加到用作慢化剂和冷却剂的水中，就可以起控制作用，但这一方法只能在反应性变化较慢的条件下应用。中子增殖系数不仅同中子在堆内的生成和吸收有关，还同中子由堆内往外的泄漏有关。因此，在用液体作为慢化剂或冷却剂和反射层的堆中，调节液态反射层水位，从而改变中子的泄漏份额也可以用作控制反应堆的方法。
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