¿El combustible nuclear agotado parece haber sufrido una desintegración radiactiva?

Answer 1

El uranio empobrecido (DU) es mineral de uranio que se ha eliminado del U235, de modo que el contenido de U235 es inferior al 0,3% (en comparación con el 0,7% del uranio natural). El DU generalmente se considera un producto de desecho de las instalaciones de enriquecimiento, ya que es menos útil en la industria nuclear. Como U238 todavía es inestable, con una vida media de 4 mil millones de años, el DU continuará experimentando una desintegración radiactiva.

El combustible nuclear agotado (más comúnmente llamado combustible gastado) es uranio enriquecido (3-5% U235) que se ha utilizado para generar calor en un reactor nuclear. Después de la extracción del núcleo, el combustible gastado todavía contiene U238 y U235 (~ 90% U238 y típicamente 1%> U235). También contiene todos los productos de fisión (~ 3-5%) y “transuránicos” (~ 3-5%). Los productos de fisión son átomos más pequeños, como yodo, cesio, xenón, estroncio y muchos más, que tienen una masa atómica (generalmente) entre 80-160. Muchos de estos productos de fisión son en sí mismos isótopos radiactivos de corta duración, como I131, Cs137, Xe135 y Sr90, entre otros. Los transuránicos incluyen neptunio, plutonio, americio y curio y se crean cuando elementos pesados ​​capturan una descomposición de neutrones y beta dentro del reactor. También son radiactivos, pero generalmente tienen vidas medias de varios cientos o miles de años.

No entiendo muy bien lo que está tratando de preguntar aquí, pero considero que la pregunta significa “el combustible gastado tiene una firma de radio similar antes y después de su uso en un reactor nuclear”. La respuesta a esto es definitivamente no. El combustible no utilizado se compone casi en su totalidad de U235 y U238, ambos emisores alfa de larga duración, por lo que tienen un espectro alfa de intensidad relativamente baja (puede pararse con seguridad al lado de una barra de combustible nueva). El combustible gastado tiene una gran cantidad de elementos radiactivos diferentes y produce un amplio espectro de radiación gamma, beta y alfa, y el espectro cambia mucho con el tiempo, debido a la variación en la vida media de los diferentes componentes del combustible gastado. Su radiación es mucho más intensa y, por lo tanto, el combustible gastado requiere eliminación de calor (durante decenas de años) y protección (durante cientos o miles de años).

Espero que esto ayude, pero si no, puedo intentar aclarar si haces otra pregunta en los comentarios.

Answer 2

¡Interesante pregunta! La datación radiométrica de las muestras de uranio depende de la relación de uranio a sus productos de descomposición, generalmente plomo. Si ignoramos todos los productos de fisión, podríamos comparar la cantidad de uranio-238 con plomo-206 o uranio-235 con plomo-207. Dado que parte del uranio habría sido eliminado por fisión y transmutación, habría muy poco uranio para el plomo presente. Creo que eso le daría una edad más avanzada.

Supongo que podría pasar por el proceso si no le importa la intensa dosis de radiación de los productos de fisión.

No funcionaría por un par de razones. Cualquier combustible hecho por el hombre es demasiado joven para este método: no se ha producido una descomposición suficiente como para producir suficiente plomo para que sea estadísticamente útil. Probablemente, el combustible se haya enriquecido artificialmente (excepto los reactores CANDU), por lo que los isótopos de uranio no funcionan correctamente: la datación radiométrica necesita mezclas isotópicas naturales. Algunos U-238 se convertirían en Pu-239, que se descompone en U-235 y desequilibran.

Es posible que puedas fechar cuándo se ha fisionado debido a la descomposición de los productos de fisión. Dado que su vida media es mucho más corta y no estaban en el combustible original, es mucho más probable que funcione. Creo que se usó en el reactor natural de Oklo.

Probablemente me he perdido algunos problemas importantes, pero no funcionaría.