控制棒吸收γ射线和吸收中子的（n，α）或（n，γ）反应将释出一定热量，也必须对它进行有效的冷却。控制棒内产生的功率及其分布与堆型以及所用控制材料的性质和控制棒的形状（型式）有着直接的关系。可以作为控制棒的材料有硼（B）、镉（Cd）、铪（Hf）等。压水动力堆一般采用银-铟-镉合金或碳化硼作为控制棒材料。通常把控制棒做成类似燃料元件那样的细棒，并且把控制材料做成的芯棒，表面用包壳覆盖，以提高其强度、刚度和耐腐蚀性能。通常用不锈钢作为包壳材料。为了改善控制棒的工艺性能和传热性能，常在芯棒和包壳之间充以某种气体（如氦气）。控制棒的热源来自以下两个方面：

①吸收堆芯的γ辐射。

②控制棒本身吸收中子的（n，α）或（n，γ）反应。

吸收γ射线释热的这一项热源，与堆芯结构、控制棒本身结构、控制棒材料性质以及控制棒在堆芯所处的位置有关。可以用屏蔽设计的方法来进行计算。要计算因（n，α）或（n，γ）反应释热的热源，首先必须算出控制棒在单位时间内俘获的中子数n（中子/s）。控制棒每秒俘获的中子数可用下式估算：

式中 3.121×1013——释放出1 kJ能量的裂变数；

Q·t——单位是kW；

Δke——控制棒对中子的吸收系数，即每次裂变被控制棒吸收的中子数（中子/裂变）。

控制棒俘获中子所产生的反应究竟是（n，α），还是（n，γ），取决于控制棒所用的材料。如果是（n，α）反应，则可假设放出的α粒子的能量为Eα≈2 MeV。由于α粒子的射程短，其能量主要被控制棒本身所吸收，因而所产生的功率为(www.daowen.com)

如果是（n，γ）反应，放出的γ射线的能谱有一个范围。如果取其能谱的平均值为Eγ，产生的γ量子数为ν（Eγ），自吸收系数为a（由于γ的穿透能力强，控制棒本身只能吸收γ射线的一部分能量），则这一部分功率可用下式表示：

若控制棒是由m种不同的吸收材料组成的，且每种材料吸收中子所产生的反应类型和放出的能量不同，则控制棒因吸收中子所产生的总释热量Ncs应为

式中 ξi——第i种材料所吸收的中子数占控制棒吸收中子总数的份额；

Ei——第i种材料每吸收一个中子所产生的能量，MeV；

ai——第i种材料的自吸收系数，视吸收中子后所产生的反应而定；若为（n，α）反应，则ai可取为1；

式中其余符号的意义同式（2-24）和式（2-25）。

如上所述，在控制棒中的总释热量应该是两项释热量的总和，即吸收堆芯γ辐射以及吸收控制棒本身因（n，α）或（n，γ）反应所产生热量的全部或一部分。在求得插入堆芯控制棒的释热量后，就不难用具有内热源的热传导方程算出其温度分布（或中心最高温度）。控制棒最高中心温度应小于特定条件下的允许温度。