Si recolectamos una tonelada métrica de protactinio-231, ¿cómo podríamos usarlo?

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El orgulloso propietario de una tonelada de Pa-231 (no importa cómo lo adquirió) estaría en territorio desconocido en un par de aspectos.

En primer lugar, nadie sabe realmente sobre el potencial de criticidad nuclear de esta rara sustancia natural en cantidades ridículas a granel. Pa-231 es un medio de multiplicación, fisionable por neutrones térmicos, y los estudios han revelado progresivamente más detalles sobre sus secciones transversales y multiplicidades de neutrones. Algunas estimaciones han puesto la masa crítica de la esfera desnuda del metal Pa-231 en menos de una tonelada, mientras que otras estimaciones sugieren que es incapaz de ser crítico (pero aún tiene un factor de multiplicación terriblemente alto). Las geometrías más favorables (por ejemplo, dispersas en una solución acuosa moderadora, rodeadas de medios reflectantes) serían aún más propensas a la crítica nuclear que el metal desnudo. En pocas palabras: al menos hasta que realice algunas mediciones preliminares, deberá tener cuidado desde el punto de vista de la seguridad de la criticidad nuclear sobre el manejo y almacenamiento del Pa-231 acumulado en cantidades de toneladas. Por supuesto, la naturaleza fisionable de este nucleido sugiere quemarlo en un reactor nuclear como combustible ultra costoso. Los reactores reproductores de torio ya generan y queman este nucleido in situ.

En segundo lugar, la desintegración radiactiva de este protactinio muy concentrado (45000 curies) generará un calor sensible considerable y probablemente tendrá que pensar en enfriarlo. Una tonelada de Pa-231 representa una fuente de calor superior a 1 kW, pero el problema empeora a medida que la cadena secundaria se acumula a lo largo de los años. En equilibrio secular en un par de cientos de años, generará ~ 6 kW. Podría usarlo como una fuente de calor ultra duradera, tal vez.

La existencia de esta cantidad de Pa-231 podría crear un mercado para la hija Ac-227 para la terapia contra el cáncer. El esquema radioquímico para procesar a la hija fuera del suministro de protactinio tendría que ser investigado. Si no elimina Ac-227, se verá atrapado en un problema de radón muy peligroso y desordenado, por lo que probablemente sea una buena idea invertir mucho en un plan para empeñar Ac-227 en los rincones más remotos del planeta.