En un reactor de fusión nuclear, ¿cómo se impulsa el neutrón inicial hacia el núcleo de uranio 235?

Answer 1

En un reactor de fisión nuclear, cada neutrón libre en el núcleo puede

• Difundir fuera del núcleo del reactor, donde no tendrá efecto posterior,
• ser absorbido en un núcleo sin reacción consiguiente, o
• ser absorbido en un núcleo fisible y causar una reacción que resulta en la liberación de unos cuantos neutrones más.

Cuando el reactor se apaga, eso significa que hay material de absorción adicional en el núcleo, de modo que el resultado promedio de las posibilidades anteriores es que se produce menos de un neutrón por cada neutrón que aparece en el núcleo, es decir

[matemáticas] k_ {efectivo} [/ matemáticas] = “factor de multiplicación” es menor que uno.

Cuando se pone en marcha un reactor de fisión nuclear, eso significa que se reconfigura para que el factor de multiplicación sea un poco mayor que uno. Por lo tanto, el poder se acumula lentamente. Cuando la potencia alcanza el nivel deseado, el factor de multiplicación es muy cercano a uno, con pequeñas variaciones automáticas para mantener ese nivel frente a pequeñas variaciones normales.

Por lo general, el aumento del factor de multiplicación se logra retirando los absorbedores de neutrones móviles del núcleo, aunque también existen otras técnicas inteligentes.

El problema al que alude la pregunta es que, si no hay neutrones libres en el núcleo, existe el peligro de que se elimine demasiado absorbente de neutrones del núcleo porque no está ocurriendo ninguna reacción. Luego, cuando finalmente aparece un neutrón en el núcleo, el factor de multiplicación es demasiado alto, de modo que el reactor de repente pasa a alta potencia.

Por esta razón, cualquier reactor diseñado y operado adecuadamente no puede iniciarse hasta que la instrumentación detecte al menos un flujo de neutrones específico. Ese flujo mínimo especificado es de magnitud suficiente para que la instrumentación pueda dar una indicación oportuna y confiable de la velocidad de reacción. Eso significa típicamente que la instrumentación es necesaria para detectar al menos 200 neutrones por segundo.

El problema, entonces, es cómo lograr ese flujo de neutrones sin una reacción de fisión en marcha.

El uranio se fisiona espontáneamente, incluso cuando ningún neutrón ingresa al núcleo, pero eso es a una velocidad demasiado baja para producir un flujo adecuado.

Si el combustible se ha usado previamente, entonces contiene productos de fisión radiactiva. Emiten rayos gamma, que a su vez provocan la liberación de neutrones. La velocidad no es alta, pero los materiales en los reactores nucleares típicos suelen lograr un flujo suficiente.

Si todo el combustible es nuevo, y / o no hay suficiente instrumentación en y cerca del núcleo para detectar neutrones a esa velocidad en un reactor apagado, entonces se requiere una fuente de neutrones de arranque en el núcleo. Estas son típicamente fuentes de radiación alfa, como el americio 241 (familiar en los detectores de humo) o el plutonio 238 (utilizado en las fuentes de alimentación de las naves espaciales), combinado con berilio, que emite neutrones en respuesta a la radiación alfa. Estos pueden estar unidos a los absorbedores de neutrones móviles mencionados anteriormente para su posterior eliminación.

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Un problema similar al arranque del reactor nuclear ocurre cuando se hacen palomitas de maíz en el microondas. Las instrucciones generalmente dicen que se debe detener la irradiación cuando la tasa de estallido cae a 0.5 becquerels (o, como lo expresan, 2 segundos entre estallidos). El problema es que los pops no ocurren a intervalos regulares. Para cuando uno ha escuchado pocos pops suficientes durante muchos segundos suficientes para decidir que la tasa de popping es tan baja, es demasiado tarde; se queman las palomitas de maíz.

Answer 2

Voy con la idea de que querías decir FISIÓN nuclear. Solo unos pocos isótopos producirán fisión.

Las barras de combustible consisten en material fisionable (uranio 235) y material fértil (uranio 238). El U235 se ha enriquecido solo al 2% (en EE. UU.) Para controlar la proliferación nuclear.

Inicialmente, las barras de combustible se bajan al área del reactor de acuerdo con un plan entremezclado con barras de control que absorben y reducen la velocidad de los neutrones. Cuando se quitan las barras de control (de nuevo por un plan específico) ahora hay suficientes neutrones de la energía adecuada para iniciar una reacción en cadena controlada del material fisionable U235.

El uranio-238 es un isótopo fértil, pero al absorber un neutrón, forma uranio 239, y este último isótopo finalmente se descompone en plutonio 239, un material fisible que también produce calor de fisión después de una interacción de neutrones.

Answer 3

Los neutrones surgen de la descomposición. La descomposición es causada por la perturbación. La mayoría son por eventos aleatorios raros, pero no obstante dependen del medio ambiente. Esto implica la absorción de radiación y quizás la emisión de radiación. En el caso de U235, parecería que un antiprotón 516 absorbe una radiografía suave para convertirse en un antineutrón libre (624). Esto será expulsado de la matriz de electrones debido a la falta de carga. Si se aleja del átomo, Beta se descompondrá en un verdadero antiprotón (552) con emisión de un positrón. Esto es lo que hace que el átomo de uranio se divida. Es naturalmente atraído por el Protón, por lo que no se requiere un impulso inicial.

El modelo con mancuernas del átomo por David Wrixon EurIng en gravedad cuántica explicado

Conceptos preliminares de fusión nuclear por David Wrixon EurIng sobre la gravedad cuántica explicada

Answer 4

¡Hola, esperen un minuto todos! En primer lugar, la pregunta debe leerse “En un reactor de FISIÓN nuclear. . . “.

Debido a este tipo de confusión, NUNCA (¡o casi nunca!) Usamos el término “fusión nuclear” – SIEMPRE usamos “energía de fusión”. Debido a que las tecnologías y particularmente las implicaciones ambientales son muy diferentes, el término utilizado es muy importante.

Entonces, por favor, ¡todos afuera! NUNCA diga “fusión nuclear” – diga “energía de fusión” o “electricidad de fusión”.

Answer 5

Lo pienso más como si el neutrón fuera absorbido por el núcleo.

Las secciones transversales de neutrones, la probabilidad de que ocurra una reacción, van al infinito a medida que la velocidad de neutrones llega a cero … a medida que el neutrón se demora más y más en la vecindad de un núcleo, existe una mayor posibilidad de que sea absorbido por el núcleo ( por la fuerza fuerte que supongo).