Proprietà di moderatori nei reattori nucleari

Reattori nucleari si basano sul processo di "fissione " per la generazione di energia termica per produrre energia elettrica . Fissione è un processo di reazione a catena che deve essere controllata per un funzionamento regolare e sicuro del reattore . I materiali utilizzati per il controllo della velocità dei neutroni prodotti durante fissione sono noti come moderatori . Ci sono diversi moderatori comuni utilizzati nei reattori nucleari, come grafite , berillio e acqua pesante . Questi materiali sono selezionati come moderatori sulla base di alcune proprietà e requisiti molto specifici . Proprietà di grafite Moderatori

Graphite è un moderatore di neutroni comunemente usato nei reattori nucleari . Ha purezza soddisfacente ( 99 per cento puro , con tenore di ceneri inferiore a 300 ppm e boro inferiore a circa 2 ppm ) disponibili a prezzi ragionevoli . Si è termicamente stabile , ma a temperature elevate può reagire con l'ossigeno e anidride carbonica nel reattore diminuendo l'efficacia . Può anche formare carburi ( un composto costituito da carbonio con un altro elemento ) dopo reazione con alcuni metalli e ossidi metallici . Pur essendo un non-metallo , grafite ha buona proprietà termoconduttiva , che è una proprietà importante di moderatori di neutroni . Gli inconvenienti di base di grafite con moderazione nucleare sono le probabilità di ossidazione in presenza di aria , bassa resistenza e bassa densità . Le sue dimensioni possono cambiare sotto l'influenza delle radiazioni nel reattore .

Proprietà di ordinaria Acqua & Heavy Moderatori acqua

acqua ordinaria viene utilizzata nei reattori nucleari come moderatore per una serie di motivi . Il basso costo di acqua , facile reperibilità ed eccellente struttura rallentamento rende un moderatore di neutroni fine. Acqua ordinaria può essere usato come un moderatore solo se si utilizza uranio arricchito . Può essere impiegato sia come , un moderatore e un refrigerante nel reattore nucleare . I principali inconvenienti di acqua ordinaria è relativamente basso punto di ebollizione . Acqua pesante invece supera il grave inconveniente di acqua normale . A differenza di acqua normale , si può eseguire in modo soddisfacente con combustibile uranio naturale anche ; cede economia neutroni altamente avanzata ( a differenza dell'acqua ordinario , assorbe i neutroni ) , permettendo al reattore di operare senza impianti di arricchimento del combustibile e generalmente migliorando la capacità del reattore . A differenza di grafite moderatore, non si ossida . Reattori nucleari moderati ad acqua pesante sono più piccoli e richiedono combustibile nucleare molto meno . Lo svantaggio associato con l'acqua pesante è il costo notevolmente superiore a quella dell'acqua normale .

Proprietà di zirconio idrato Moderatore

zirconio idruro non è un materiale usato abitualmente come un moderatore nei reattori nucleari . Quando in polvere , il materiale ha scarsa conducibilità termica e quindi richiede disposizioni speciali di raffreddamento nei reattori ad alta potenza funzionanti ad alta temperatura moderata . Zirconio idruro è impiegato nel reattore " TRIGA " con uranio arricchito come elemento combustibile .

Proprietà di berillio e ossido Moderatore

berillio è superiore alla grafite come moderatore dei neutroni nei reattori nucleari . Il berillio è stato utilizzato in alcuni reattori e ossido di berillio è proposto come moderatore di neutroni per reattori a fissione nucleare raffreddati a gas ad alta temperatura . Il berillio è ad alto costo rispetto a grafite e acqua pesante , che spesso sostituisce.