Termalização de neutrões

Neste arquivo iremos colocar os problemas já resolvidos (não são problemas "mortos" porque a discussão pode continuar a qualquer altura!)

Re: Termalização de neutrões

Mensagempor jap em Quarta Dez 31, 2008 6:57 pm

Para a escolha do moderador há que ter em atenção os seguintes factores:
* menor massa atómica é melhor, pelas razões que já vimos
* o núcleo deve dispersar elasticamente os neutrões, que foi a hipótese que fizemos para os nossos cálculos; contudo, há isótopos cujos núcleos absorvem neutrões (em vez de os dispersar elasticamente) e estes núcleos estão, por essa razão, proscritos!
* o número de núcleos dispersores por unidade de volume deve ser o maior possível (para moderar os neutrões com eficiência são precisos muito choques e, por isso, convém que haja o maior número de centros de colisão disponíveis por unidade de volume
* não devem ser utilizados como moderador produtos perigosos (e/ou extremamente caros, claro). :wink:

Ora vejamos então as hipóteses:

H) 0 elemento ideal, em princípio, pois a massa do núcleo de hidrogénio é praticamente igual à do neutrão! Mas o hidrogénio gasoso tem poucos núcleos por unidade de volume (comparativamente com um elemento sólido), para além de ser um gás perigoso (muito explosivo!). Então o melhor será utilizar um sólido ou um líquido com muito hidrogénio, e a água é uma boa escolha. A chamada água pesada (em que se usa o isótopo deutério) é ainda melhor, porque o núcleo de hidrogénio absorve um pouco os neutrões e o do deutério não. :wink:
He) Não é prático porque é um gás - usar He líquido é muito dispendioso (é preciso um enorme frigorífico para o liquefazer e manter a baixa temperatura) e incompatível com o facto de o moderador também aquecer durante o funcionamento do reactor (por razões óbvias)
Li) É um sólido, o que é bom, mas muito reactivo, o que é mau. Mas o maior problema é que o isótopo mais abundante do Li (Li6) absorve muito os neutrões. Mas o isótopo Li7 não absorve, e é uma boa escolha! Costuma ser usado sob a forma de um sal, FLiBe, que fica líquido à temperatura que funciona o reactor. Estes reactores chama-se por essa razão "Molten Salt Reactors"! :lol:
Be) É um metal, sólido portanto, e seria uma boa escolha não fosse o facto de o Be ser um elemento muito caro e tóxico (o óxido de Be é, em particular, muito cancerígeno). Por essa razão, o Be é raramente usado como reactor, mas já foram usados reactores moderados a berílio.
B) Nem pensem em usar este elemento! :shock: O Boro é um verdadeiro comilão de neutrões, não há nenhum que lhe escape se passar lá à volta! Tem uma secção de absorpção de neutrões térmicos monstruosa, é um excelente elemento para **parar** uma reacção em cadeia de fissão. Num reactor nuclear, um dos elementos de segurança mais eficazes são pistolas de ar comprimido que disparam "balinhas" de Boro para (a piscina de água) do reactor ao mais pequeno sinal de alarme, o que faz de imediato parar a reacção de fissão porque o Boro "come" imediatamente todos os neutrões! E bastam apenas alguns graminhas de Boro... :lol:
C) Chegámos assim ao carbono, que já não é um elemento assim tão leve, mas que é um sólido (grande densidade de núcleos) que não absorve os neutrões. Mas tem um problema, quando aquece (ao actuar como moderador) pode pegar fogo e bem, sabem o que se pode passar - o reactor de Chernobyl tinha um moderador de grafite, que já não era usado há muito tempo nos reactores europeus por razões de segurança (possibilidade de incêndio).

Apesar de tudo, parece que a "água pesada" ou os sais de Li/Be são as melhores escolhas! :wink:
José António Paixão
Departamento de Física da FCTUC
Avatar do utilizador
jap
Site Admin
Site Admin
 
Mensagens: 6805
Registado: Quinta Nov 09, 2006 9:34 pm
Localização: Univ. de Coimbra

Anterior

Voltar para Problemas resolvidos

Quem está ligado

Utilizadores a navegar neste fórum: Nenhum utilizador registado e 1 visitante

cron