¿Por qué usamos uranio para la generación de energía nuclear?

Answer 1

El hecho de que el uranio sea radiactivo no tiene nada que ver con su uso como combustible. La energía producida en los reactores nucleares comerciales proviene de la fisión de átomos de uranio, no de la desintegración radiactiva del uranio.

El uranio se usa por varias razones. Enumeraré algunos de los más importantes a continuación.

El uranio se produce naturalmente en la corteza terrestre y es relativamente abundante. Esto lo distingue de otros elementos fisionables, como el plutonio, que no existe en la naturaleza.

Uno de los isótopos naturales de uranio, U-235, se somete fácilmente a fisión cuando absorbe un neutrón de baja energía, a diferencia del U-238, que requiere un neutrón de alta energía. Esta propiedad también distingue el uranio del torio, cuyos isótopos naturales no se fisionan.

Cuando el U-235 se fisiona, libera abundante energía, así como dos o más neutrones. Los neutrones se pueden usar para generar eventos de fisión adicionales en otros átomos de uranio, por lo que los reactores no requieren una fuente externa continua de neutrones para producir energía.

Answer 2

Como otros han dicho, el uranio tiene características predecibles en lo que respecta a la sección transversal y la previsibilidad de la fisión (esto se llama Probabilidad de absorción de neutrones térmicos para U235 y Probabilidad de absorción de neutrones rápida para U238) y la probabilidad constante permite un control seguro y confiable de la reacción en cadena.

Hay otro factor a considerar en cuanto a por qué el uranio se abrazó temprano contra el torio y es la cría de isótopos de grado de armas. El uranio 328 engendra plutonio y al usar uranio 235 para reactores presurizados y de agua hirviendo, también tiene una justificación civil para enriquecer uranio 235 para armas.

También hay una muy buena razón para usar uranio 235 frente a plutonio, torio o uranio 238, y ese es el hecho ya mencionado de que el uranio 235 tiene una sección transversal alta para neutrones térmicos. Es importante volver a visitar esto porque utilizar agua o agua pesada para atenuar y reflejar los neutrones rápidos en neutrones térmicos (lo que significa ralentizar o reducir la energía de los neutrones rápidos a un estado térmico y hacer rebotar los neutrones en los átomos de hidrógeno que comprenden las moléculas de agua vuelven al núcleo (como una bola de billar) le presta al diseño del núcleo lo que se conoce como coeficiente de reactividad de temperatura negativa. Lo que esto significa es que a medida que aumenta la reacción en cadena, la temperatura aumenta y, por lo tanto, el agua en el reactor se vuelve menos densa (las moléculas de agua están más separadas), por lo que hay una mayor probabilidad de que los neutrones rápidos no se desaceleren y salgan del núcleo todos juntos … se ‘filtraron’ desde el núcleo, de ahí las probabilidades de fuga de neutrones rápidos y térmicos calculadas en cada diseño del núcleo. Menos neutrones en el núcleo significa menos neutrones absorbidos por el combustible y, por lo tanto, disminuye la fisión y la potencia sin intervención del operador … el núcleo es “inherentemente estable”.

Los núcleos que usan uranio 238 o plutonio tienen un coeficiente de temperatura positivo de reactividad, por lo que a medida que aumenta la potencia, hay más neutrones rápidos en el núcleo, por lo que aumenta la potencia porque estos isótopos tienen secciones transversales altas para neutrones rápidos, por lo que sin intervención operativa, la potencia se va arriba y arriba y arriba y … fukushima tiempo. Estos transitorios PUEDEN controlarse fácilmente de muchas maneras, pero estas son las características de los isótopos y diseños.

Mi respuesta es densa, pero espero que sea útil.

Answer 3

Debido a que el uranio se somete fácilmente a una reacción de fisión nuclear tan adecuada para los reactores de primera etapa ……….
Yaap estamos usando plutonio y torio en reactores de segunda etapa, pero el problema es que el plutonio no se produce naturalmente, solo se forma en reactores de primera etapa en combustible de uranio gastado. Y el torio es material fértil, no fisionable, por lo que primero tiene que hacerse fisible, de lo que solo puede sufrir reacciones de fisión …
¡Entonces esta razón nos hizo usar uranio como combustible en los reactores!