Ποια είναι η ισοτοπική φύση του καυσίμου που χρησιμοποιείται στους πυρηνικούς αντιδραστήρες;
Ακολουθεί μια ανάλυση των βασικών ισοτόπων που εμπλέκονται:
ουράνιο:
* ουράνιο-235 (²³⁵u): Αυτό είναι το Ισοτόπιο , που σημαίνει ότι μπορεί να υποβληθεί σε πυρηνική σχάση όταν χτυπήθηκε από ένα νετρόνιο. Είναι ένα σχετικά σπάνιο ισότοπο, που αποτελεί μόνο περίπου το 0,7% του φυσικού ουρανίου.
* ουράνιο-238 (²³⁸u): Αυτό είναι το πιο άφθονο ισότοπο του ουρανίου (99,3%), αλλά δεν είναι σχάσσιο. Ωστόσο, μπορεί να συλλάβει νετρόνια και να γίνει Plutonium-239 (²³⁹pu) Μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται σύλληψη νετρονίων και αποσύνθεση βήτα. Αυτό Plutonium-239 είναι σχίσιμο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο σε αντιδραστήρες.
πλουτώνιο:
* Plutonium-239 (²³⁹pu): Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, πρόκειται για ένα σχάσιμο ισότοπο που παράγεται από ουράνιο-238 . Είναι ένα πολύ αποτελεσματικό καύσιμο και χρησιμοποιείται συχνά σε αντιδραστήρες γρήγορου κτηνοτρόφου.
Άλλα ισότοπα:
Ενώ το ουράνιο και το πλουτώνιο είναι τα πρωτογενή καύσιμα, άλλα ισότοπα όπως το Thorium-232 (²³²th) και ουράνιο-233 (²³3U) Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε ορισμένα σχέδια αντιδραστήρων.
Εμπλουτισμός:
Για να αυξήσετε τη συγκέντρωση ² ⁵ u u Στο καύσιμο, το φυσικό ουράνιο υφίσταται μια διαδικασία που ονομάζεται εμπλουτισμός . Αυτή η διαδικασία συγκεντρώνει το ισότοπο των σχισίων σε υψηλότερο ποσοστό, συνήθως περίπου 3-5%, καθιστώντας το κατάλληλο για χρήση στους περισσότερους εμπορικούς αντιδραστήρες.
Περίληψη:
Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες βασίζονται στη σχάση συγκεκριμένων ισοτόπων, κυρίως ²³⁵u και ² ⁹pu . Αυτά τα ισότοπα επιλέγονται προσεκτικά και μερικές φορές εμπλουτίζονται για να εξασφαλίσουν αποτελεσματικές και ελεγχόμενες πυρηνικές αντιδράσεις. Η κατανόηση της ισοτοπικής φύσης του πυρηνικού καυσίμου είναι ζωτικής σημασίας για το σχεδιασμό, τη λειτουργία και την ασφάλεια των πυρηνικών σταθμών.
