¿Los reactores nucleares usan uranio 235 o 238?

Answer 1

Los reactores alimentados con combustible de uranio usan ambos. Es el resultado lógico del enriquecimiento de uranio. El uranio natural contiene alrededor del 0,72% de U235, un poco de U236 y es principalmente U238. Después del enriquecimiento, se incrementa la concentración de U235, reduciendo la concentración de U238.

Técnicamente, cada combustible que contiene U238 tendrá algo de plutonio después de que el combustible comience a usarse. El neutrón U238 + produce Pu239. Pero el plutonio no se menciona porque no está presente en la fabricación de combustible.

También hay combustible MOX (óxido mixto). En MOX U235 se reemplaza por Plutonio como material fisionable. El uranio empobrecido se agrega como material fértil. El uranio empobrecido contiene algo de U235, pero tiene niveles casi intrascendentes.

También hay Thorium MOX, que consiste en Plutonio + Torio.

En el futuro podríamos tener el ciclo puro de torio, donde U233 se cría a partir de Th232, y Th232 es el fértil.

También son posibles otras mezclas. Por ejemplo, el diseño ORNL DMSR recomendó un combustible 80% Th232, 15% U238, 5% U235. Hay combustibles de uranio poco enriquecido con torio como complemento (5–40% de torio, con U235 como el fisionable y el resto U238).

Answer 2

Si. Ellos usan ambos.

Es una pregunta complicada. Porque técnicamente un reactor está diseñado para operar con ambos dentro del reactor.

Cuando las personas hablan de uranio, generalmente piensan en las cosas que se disparan o son SUPER radiactivas y se usan en reactores. Técnicamente cierto, pero MUY incompleto.

Lo que OBTENEMOS cuando minamos el suelo, y lo que usan, es una MEZCLA.

Cuando extrae mineral de uranio y lo purifica en uranio puro, tiene una mezcla de isótopos.

Si conoces la química de tu escuela secundaria, TODO es un isótopo. Hierro, oxígeno, potasio, cualquier elemento que tenga un isótopo común que la gente conozca, y otros más poco comunes.

El uranio del suelo tiene más del 99% de uranio 238. Pero una pequeña cantidad también es uranio 233, 234, 235, 236, 237. Lo que deben hacer es ENRIQUECERLO. Lo que significa que sacan más y más 238, por lo que un porcentaje cada vez mayor de lo que queda es 235.

El isótopo de grado de armas es 50–90% 235. (La cantidad exacta está clasificada, pero difiere para las diferentes armas y necesidades del diseño del arma).
Mientras que el grado del reactor es 10% ish 235. Eso significa que el 90% del uranio en el reactor nuclear que alimenta la bombilla de sus hogares es uranio 238.

La razón es por múltiples razones, pero la mayoría tiene que ver con los gastos, la seguridad y la practicidad. La refinación es MUY costosa (Muy MUY costosa).

No desea que un material en un reactor también sea robado y utilizado para bombas, ni que tenga la capacidad de explotar. Los reactores NO se disparan. Pueden sobrecalentarse y técnicamente tener explosiones, pero NO es una explosión nuclear. Cherynoble era una olla a presión abriendo la tapa, NO era una bomba nuclear, ni siquiera un poco. (El material del interior era radiactivo y voló en el aire, pero la explosión fue por agua sobrecalentada y paredes debilitadas por el calor).

Finalmente, en términos prácticos, es mucho más fácil trabajar con los reactores cuando el combustible es solo del 10% 235. Su radiactividad y los detalles cambian durante la operación, y un refinamiento del 10% funciona bien. Utilizan el aspecto menos radiactivo del 238 para apisonar y controlar el 235 más radiactivo. Es ciencia nuclear y muy complicado y detallado, por lo que está más allá de la necesidad de respuesta de la pregunta. Pero basta con decir que necesitan ambos.

TL: DR Usan ambos. No, no hace que un reactor sea una bomba.

Answer 3

El típico reactor de energía de los Estados Unidos obtiene aproximadamente la mitad de su energía mediante la fisión directa de U235.

La otra mitad proviene de la fisión Pu239 que se cría a partir de U238. U238 absorbe un neutrón en una reacción (n, gamma) que se transforma en U239. Esta beta se descompone en Neptunio 239, que se descompone en beta en Pu239, todo en poco más de dos días.

Los reactores están alimentados con 4 o 5% de U235 y 96 o 95% de U238. Por lo tanto, es una pequeña contradicción. Te encanta el U238 porque el Pu que engendra es casi energía libre, pero odias el U238 porque está consumiendo neutrones (la fisión directa del U238 es bastante rara, aunque hay algunas).

Si desea ser aún más técnico, temprano en un ciclo, cuando el núcleo tiene un exceso de reactividad, damos la bienvenida a las absorciones parasitarias U238. No hay mejor manera de “perder” un electrón que perderlo en la producción de Pu a través de una absorción en U238.

Answer 4

Solo 233U, 235U y 239Pu son lo suficientemente fisibles como para provocar una reacción en cadena de fisión. Una vez que tenga criticidad, es decir, una reacción en cadena autosostenida, se capturarán algunos neutrones, produciendo muchos más nucleidos inestables. La descomposición o fisión de estos son parte de la energía producida. 238U es fértil y genera hasta 239Pu. Muchas de estas reacciones podrían ir de varias maneras y en otras direcciones.

El 233U no se produce naturalmente, pero puede criarse a partir de 232Th, que es más abundante que el uranio. El ciclo de combustible de torio es atractivo por varias razones. Espero que empecemos a usarlo pronto.

Answer 5

Ellos usan ambos.

Cuanto más uranio 235 usen, más tiempo durarán antes de reabastecerse de combustible, pero necesitan múltiples tipos de uranio, incluidos U-238 y U-234 para la estabilidad.