En marzo de 2016, la producción de calor del combustible en los reactores de Fukushima habrá disminuido casi por completo en comparación con la producción de calor un día después del terremoto. El combustible seguirá siendo un poco más cálido que su entorno, pero ahora la producción de calor será baja.
Cuando algo sufre desintegración radiactiva y parte o la totalidad de la radiación es absorbida en el objeto radiactivo, la energía de los eventos de desintegración radiactiva se convertirá en energía térmica (energía interna) del objeto. Este es el origen del calor de desintegración radiactiva.
Por ahora, los radionucleidos de vida corta (como Te-132, Sr-89, I-131) y de vida media (como Ru-103, Mo-99, Zr-95) se habrán desvanecido. Esto dejará atrás los radionucleidos de larga vida como Sr-90, Cs-137 y algunos de los actínidos. Creo que en el mediano plazo (los próximos 100 años) la producción de calor en el combustible estará dominada por Cs-137 y Sr-90 (+ Y-90). Además, la amenaza de radiación externa estará dominada por el Cs-137 durante este tiempo. Después de unos 300 años, la principal amenaza externa puede deberse al americio-241, que es un producto de descomposición del plutonio-241 que estaba presente en el combustible cuando los reactores se apagaban. También el uranio-232 en el combustible podría
Si los actínidos (Pu / Am / Cm) se separaran del combustible, estas sustancias emitirían algo de calor. Pero cuando se compara con el Cs / Sr, esta salida de calor es pequeña. Si el combustible no estuviera sujeto a una separación química, entonces tendríamos que esperar varios 100 años antes de que la producción de calor de los actínidos se convirtiera en la principal fuente de calor en el combustible.
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No creo que el plutonio domine alguna vez la amenaza externa que representa el combustible, al menos no en los próximos 1000 años. Es probable que el americio sea una plaga mayor, ya que tendrá una mayor solubilidad en agua que el plutonio. Como Pu- (IV) es muy insoluble, se filtrará menos que el Am (III) menos cargado. Esperaría que si el combustible se sumerge en agua oxigenada, el uranio se lixivie más que el plutonio. La liberación de radón-220 y sus hijas del combustible dañado podría convertirse en un problema en aproximadamente 20 años, esto no es un problema para el público en general, pero es un problema que aumenta la dosis alfa a los pulmones de los trabajadores en el sitio . Sé que en Chernobyl ahora que el nivel de radón-220 en el edificio del reactor ahora es más alto de lo normal.
A medida que el núcleo se derrite, el combustible cae al fondo de los reactores y derrite otros materiales en lugar de tener una serie de varillas bien definidas, el combustible ahora tiene la forma de una masa en el fondo de los reactores y, en algunos casos, debajo del reactores Se habrá combinado con dióxido de circonio de la oxidación del revestimiento y también con metal de las partes del reactor. Esto diluirá el combustible.
Esta dilución del combustible reducirá la reactividad nuclear del combustible, el hecho de que el combustible y el agua ya no están en una forma ordenada normalmente reducirá en gran medida las posibilidades de una reacción en cadena propagada de neutrones. Creo que los núcleos volverán a ser críticos después de una crisis es algo de lo que no debemos preocuparnos.
Si el combustible ha formado un gran bulto como una pelota de tenis en forma, entonces el enfriamiento del núcleo de esta pelota será pobre debido a la forma. Sin embargo, si el corio así formado tiene el combustible mezclado con materiales inertes como ZrO2, entonces la producción de calor por metro cúbico será menor ya que el combustible radiactivo se diluye ahora por la materia inerte.
Considero que el corio (materiales del núcleo fundido y luego solidificado) debe mantenerse bajo el agua por razones de protección contra la radiación y para ayudar a lidiar con la pequeña cantidad de producción de calor, pero no creo que sea posible para grandes cantidades de vapor se producirá como en marzo / abril de 2011