Γιατί το συνηθισμένο ουράνιο πρέπει να χρησιμοποιείται σε αντιδραστήρες που έχουν υποστεί νερό;
* Περιέχει επαρκή ποσότητα σχάσιου ουρανίου-235: Ενώ το φυσικό ουράνιο αποτελείται κυρίως από ουράνιο-238, περιέχει επίσης περίπου το 0,7% του ουρανίου-235. Το ουράνιο-235 είναι σχάσιμο, που σημαίνει ότι μπορεί να διατηρήσει μια αλυσιδωτή αντίδραση όταν βομβαρδίζεται με νετρόνια. Αυτό επιτρέπει μια αυτοσυντηρούμενη πυρηνική αντίδραση στον αντιδραστήρα.
* Το νερό είναι καλός συντονιστής και ψυκτικός: Το νερό είναι ένας καλός συντονιστής επειδή επιβραδύνει τα γρήγορα νετρόνια, καθιστώντας τους πιο πιθανό να προκαλέσουν σχάση στο ουράνιο-235. Το νερό είναι επίσης ένα εξαιρετικό ψυκτικό, η αποτελεσματική αφαίρεση της θερμότητας που παράγεται από την πυρηνική αντίδραση.
Ωστόσο, η χρήση φυσικού ουρανίου σε αντιδραστήρες με υδατογράφημα παρουσιάζει προκλήσεις:
* Περιεχόμενο χαμηλού ουρανίου-235: Η χαμηλή συγκέντρωση του ουρανίου-235 στο φυσικό ουράνιο απαιτεί έναν μεγαλύτερο πυρήνα του αντιδραστήρα για να επιτευχθεί κρισιμότητα (διατήρηση μιας αλυσιδωτής αντίδρασης).
* Απαιτείται υψηλότερος εμπλουτισμός: Για να βελτιωθεί η αποτελεσματικότητα του αντιδραστήρα και να μειωθεί το μέγεθος του πυρήνα, το καύσιμο ουρανίου συχνά εμπλουτίζεται, πράγμα που σημαίνει ότι το ποσοστό του ουρανίου-235 αυξάνεται. Αυτή η διαδικασία εμπλουτισμού προσθέτει πολυπλοκότητα και κόστος.
* ΣΥΝΔΡΟΜΗ ΝΕΤΟΥΡΤΩΝ ΑΠΟ URANIUM-238: Ενώ το ουράνιο-238 δεν είναι σχάσιμο, μπορεί να απορροφήσει νετρόνια, εμποδίζοντας τους να προκαλέσουν σχάση στο ουράνιο-235. Αυτό περιορίζει την αποτελεσματικότητα του αντιδραστήρα.
Ως εκ τούτου, ενώ το φυσικό ουράνιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε αντιδραστήρες με ψύξη του νερού, είναι πιο συνηθισμένο να χρησιμοποιούμε εμπλουτισμένο ουράνιο, το οποίο προσφέρει καλύτερη απόδοση και αποτελεσματικότητα. Ωστόσο, η χρήση του φυσικού ουρανίου εξακολουθεί να είναι σχετική σε συγκεκριμένα σχέδια αντιδραστήρων, όπως οι αντιδραστήρες Candu, οι οποίοι είναι γνωστοί για τον φυσικό κύκλο καυσίμου ουρανίου τους.
