¿Podrías usar americio en un reactor nuclear?

Answer 1

Algunos isótopos e isómeros de americio son fisibles y podrían usarse como combustible nuclear. Uno de los nucleidos más interesantes a este respecto es Am-242m, cuya masa crítica óptimamente moderada y reflejada se encuentra cerca de los 20 gramos. Am-242m se ha propuesto para una variedad de conceptos novedosos de “micro-reactor”. Desafortunadamente, es extremadamente costoso de producir. El isótopo común Am-241 encontrado en el combustible nuclear irradiado (y utilizado en detectores de humo y otras aplicaciones industriales) se considera fisible, pero la masa crítica es de muchas decenas de kg, lo que refleja una economía de neutrones más pobre que los combustibles nucleares tradicionales. Dado que el Am-241 se produce mediante la captura sucesiva de neutrones en reactores alimentados por uranio y plutonio, también se fisiona en estos reactores, produciendo una pequeña cantidad de energía.

Answer 2

Puede mezclarlo con un elemento de bajo número atómico como el berilio. Las desintegraciones de americio generalmente emiten un alfa y el alfa a veces interactuará con el berilio para producir un neutrón. Americio – Wikipedia

No son muchos neutrones. Pero cuando enciende un reactor, desea tener una fuente de neutrones para generar suficiente flujo de neutrones para monitorear el reactor.

Sin la fuente de neutrones, podría tirar de las barras hasta que pasaran las críticas sin que aparezca nada en los monitores. Entonces, el extraño neutrón de un rayo cósmico o una fisión espontánea rara en U235 o alguna otra fuente podría iniciar la reacción en cadena con el núcleo en un estado supercrítico. Esto podría conducir a un transitorio severo, aunque dudo que sea más que un desastre para la utilidad, sin dosis fuera del sitio. (el transitorio sería cambiado por el coeficiente de reactividad Doppler negativo, es decir, por retroalimentación negativa).

Answer 3

Los reactores MSR tienen esta capacidad muy útil para mantener todo el plutonio, el americio y el curio, hasta que se fisionen, es solo una cuestión de tener suficientes venenos de neutrones fisibles, fértiles y no demasiado.

Por lo tanto, un MSR puede usar Americium por completo de forma natural, pero los volúmenes de Am producidos y consumidos serán muy pequeños, ya que comienza con U238, con posibilidades de fisión como Pu239 y Pu241, y la posibilidad de que una desintegración alfa lo devuelva al plutonio más ligero. isótopos, y solo el Americio ramifica una posibilidad cuando no ocurre fisión tanto como Pu239 como Pu241.

La separación de americio generalmente se realiza porque los reactores de combustible sólido requieren combustible MOX con únicamente plutonio U238 +, todos los demás elementos transuránicos deben eliminarse debido a problemas de temperatura y coeficiente de vacío.

En el futuro, es mejor evitar separar Am / Cu / Np del combustible gastado en lugar de usar MSR para consumir combustible gastado, haciendo un simple reprocesamiento que separe estrictamente los productos de fisión de los actínidos y agregue 5% de U235 si hay muy poco fisible o Th232 si hay muy poco fértil Th232 minimiza la producción de Pu / Am / Cu (posibilidades de fisión como U233 / U235 / Np237 / Pu239 / Pu241 antes de que se pueda formar Am).

Los reactores de espectro rápido son aún mejores para consumir U238 / Pu / Am / Cu, debido a las probabilidades de fisión frente a absorción mucho más altas.