¿Por qué los reactores nucleares térmicos requieren un núcleo grande?

Para operar un reactor nuclear térmico, necesita termalizar los neutrones. Un neutrón térmico es un neutrón libre con una energía cinética de aproximadamente 0.025 eV (aproximadamente 4.0 × 10−21 J o 2.4 MJ / kg, por lo tanto, una velocidad de 2.2 km / s), que es la energía correspondiente a la velocidad más probable a una temperatura de 290 K (17 ° C o 62 ° F), el modo de distribución de Maxwell-Boltzmann para esta temperatura. Después de una serie de colisiones con núcleos (dispersión) en un medio (moderador de neutrones) a esta temperatura, los neutrones llegan aproximadamente a este nivel de energía, siempre que no se absorban. Los neutrones térmicos tienen una sección transversal de absorción más grande en U-235, que es el combustible típico para los rectores térmicos. El grado de termalización de los neutrones depende de varios factores. Un factor importante es cuántas colisiones tiene un neutrón con el moderador antes de ser absorbido. El número de colisiones depende de la distancia que recorre un neutrón. Para mejorar la utilización de combustible, es importante que la mayoría de los neutrones estén bien térmicos antes de la absorción, y una forma de garantizarlo es ofreciendo un camino más amplio para que viajen los neutrones.

Fuente: Wikipedia.