¿Por qué a menudo se agregan compuestos de boro a reactores nucleares muy dañados como los de Fukushima, Japón?

Answer 1

El boro tiene una sección transversal de absorción muy alta.

Lo que esto significa es que absorberá fácilmente los neutrones. Cuando lo hace, roba a los neutrones del proceso de fisión, reduciendo así la cantidad de fisión. Esto lo convierte en un “veneno”. Los venenos se pueden usar para cualquier cantidad de cosas relacionadas con el control de la fisión, como las reacciones de zonificación en todo el núcleo o el poder de control, pero el boro se usa con respecto a su pregunta para evitar la recriticalidad. Esto es cuando el veneno se derrite o el combustible se derrite de tal manera que la forma efectiva del núcleo se vuelve más susceptible a la fisión, aumentando naturalmente la potencia y, por lo tanto, el calor.

Lo que esto significa es que el boro agregado actúa como protección adicional: evita que la situación empeore o evita la crítica “desbocada”, lo que algunas personas que no entienden la física o la gravedad llaman “Síndrome de China”.

Lo que el boro no hace es eliminar el calor de descomposición. Solo porque evita nuevas fisión, no evita que los isótopos inestables existentes se fisionen espontáneamente o se descompongan y produzcan calor. Todavía puede tener un colapso, pero el boro evita que empeore.

Answer 2

RE: ¿Por qué los compuestos de boro a menudo se agregan a reactores nucleares muy dañados como los de Fukushima, Japón?

Los reactores nucleares apenas se encuentran en el dominio crítico cuando funcionan correctamente. La fusión destruye la geometría de un reactor y detiene la reacción en cadena. Es el calor de la descomposición de los productos de fisión lo que derrite el núcleo si se apaga el enfriamiento. El boro no detendrá ese calor de descomposición. El boro absorbe los neutrones. La descomposición nuclear no tiene nada que ver con los neutrones que vuelan. Sí, hay neutrones retrasados, pero ya han desaparecido cuando alguien puede llegar al reactor para verter boro o hacer cualquier otra cosa.

Sin embargo, las autoridades pueden agregar boro “por si acaso” y también hacer que parezca que están haciendo algo, es decir, es un placebo de relaciones públicas.

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Anexo basado en comentarios:

No tengo ninguna objeción a verter boro en corium. Ciertamente no dolerá. Es solo que probablemente sea inútil. Después de todo, si en algún momento el corium se ensambla por accidente en una masa crítica, que es ALTAMENTE NO PROBABLE, entonces el corium se desmontará hasta que no vuelva a ser crítico. Si va a usar boro, úselo al comienzo de un accidente, no después de que el desorden se haya derretido.

Answer 3

El boro -10 tiene una alta sección transversal de captura para neutrones térmicos. Y si el boro captura el neutrón (convirtiéndolo en boro de 11 a 5 protones y 6 neutrones), entonces ese neutrón no está disponible para causar una fisión de uranio, plutonio, etc. El exceso de boro actúa para mantener la planta completamente apagada

Answer 4

El boro se usa porque es un absorbente de neutrones. Disminuye la velocidad o puede detener la peligrosa tasa de fisión en un accidente crítico y enfría el corium.

Usarás boro para eliminar cualquier posibilidad de recriticalidad. El núcleo derretido no debe ser crítico, pero no va a andar con la esperanza o las probabilidades de que no volverá a ser crítico nuevamente.