¿Cómo se crea el ‘neutrón térmico’ original que inicia una reacción de fisión en un reactor nuclear (o cómo obtiene un nivel de energía tan alto)?

Todos los reactores tienen cierta cantidad de isótopos fisionables. Estos son isótopos que se fisionan con neutrones térmicos. De hecho, es más o menos cierto que cuanto más lento se mueve el neutrón, es más probable que se absorba y cause una fisión del isótopo fisionable.

Los neutrones pueden acercarse fácilmente a los núcleos porque no tienen carga. Si estuvieran cargados positivamente, tendrían que tener suficiente energía para superar la repulsión electrostática entre ellos y el núcleo cargado positivamente.

Fuente de neutrones – Wikipedia

El neutrón original puede provenir de una fuente incrustada en el reactor. A menudo es un emisor alfa combinado con un isótopo que produce un neutrón cuando se golpea con un alfa.

Para ciclos posteriores, la fuente puede ser una fuente de antimonio y berilio. Los isótopos de activación de neutrones de antimonio se descomponen con un gamma de energía relativamente alta que interactúa con el berilio y el berilio emite un neutrón.

También hay neutrones creados por isótopos que solo existen en un reactor irradiado. El plutonio sufre fisión espontánea. El deuterio en el agua refrigerante emitirá un neutrón si se golpea con una gamma de energía suficiente.

En un arranque inicial con todos los combustibles nuevos, las fuentes de neutrones pueden provenir de fuentes gew. Se puede colocar una fuente de neutrones en el núcleo. Operan en una reacción que tiene lugar con un emisor alfa y berilio. Además, las partículas alfa que se generan dentro del combustible pueden producir una reacción de neutrones con oxígeno-18 en la pastilla de combustible.

Algunos otros neutrones fuente están hechos de flujo gamma en el núcleo que reacciona con el deuterio en el agua refrigerante. Aunque, en el arranque inicial con combustible nuevo, esta fuente será extremadamente baja. La fisión espontánea también es una fuente, pero pequeña. Las fuentes cósmicas son aún más pequeñas.

En un nuevo núcleo (uno donde todo el combustible es combustible nuevo), se instala una fuente de neutrones (Cf252 es una fuente común). Para los núcleos de recarga (donde 1/3 del combustible es nuevo y 2/3 del núcleo ha funcionado previamente), la fisión espontánea de ciertos isótopos de Pu proporciona el neutrón inicial. En cuanto a su nivel de energía, todos los neutrones de fisión nacen con alta energía.

Los neutrones que fisión son más eficientes cuando están en un nivel de energía más bajo. Un neutrón térmico se mueve más lentamente que un neutrón rápido, porque ha tenido colisiones con un moderador antes de chocar con un objetivo fisionable. Es por eso que muchos reactores comerciales y militares usan grafito, agua pesada y agua para llevar a los neutrones a una velocidad donde la sección transversal de captura (Graneros) es más grande.