Ποιες ουσίες χρησιμοποιούνται ως συντονιστές σε πυρηνικό αντιδραστήρα;

Οι συντονιστές σε πυρηνικό αντιδραστήρα είναι υλικά που χρησιμοποιούνται για την επιβράδυνση των νετρονίων. Αυτό είναι σημαντικό επειδή τα βραδεία μεταβαλλόμενα νετρόνια είναι πολύ πιο πιθανό να προκαλέσουν σχάση στο ουράνιο-235, το καύσιμο που χρησιμοποιείται στους περισσότερους πυρηνικούς αντιδραστήρες.

Εδώ είναι μερικοί συνηθισμένοι συντονιστές:

ελαφρύ νερό (h₂o): Αυτός είναι ο πιο συνηθισμένος συντονιστής που χρησιμοποιείται σε εμπορικούς πυρηνικούς σταθμούς. Είναι άμεσα διαθέσιμο, σχετικά φθηνό και αποτελεσματικό στην επιβράδυνση των νετρονίων.

βαρύ νερό (d₂o): Αυτή είναι μια πιο ακριβή εναλλακτική λύση για το ελαφρύ νερό, αλλά έχει υψηλότερη απόδοση μετριοπάθειας νετρονίων. Χρησιμοποιείται σε ορισμένα σχέδια αντιδραστήρων, ιδιαίτερα εκείνα που έχουν σχεδιαστεί για την παραγωγή πλουτωνίου.

γραφίτη (c): Αυτό το υλικό είναι επίσης αποτελεσματικό στην επιβράδυνση των νετρονίων. Χρησιμοποιείται σε μερικά παλαιότερα σχέδια αντιδραστήρων, ιδιαίτερα εκείνα που χρησιμοποιούνται για την έρευνα. Ωστόσο, ο γραφίτης έχει κάποια μειονεκτήματα, όπως η δυνατότητα για συσσώρευση ενέργειας Wigner (που μπορεί να προκαλέσει τον γραφίτη να γίνει εύθραυστο).

beryllium (be): Το Beryllium είναι ένας εξαιρετικά αποτελεσματικός συντονιστής νετρονίων, αλλά είναι επίσης πολύ τοξικό, καθιστώντας το λιγότερο συχνά χρησιμοποιούμενο.

Οργανικοί συντονιστές: Μερικοί πειραματικοί αντιδραστήρες χρησιμοποιούν οργανικά υγρά όπως τεφαινυλικά ως συντονιστές. Αυτά τα υγρά είναι λιγότερο διαβρωτικά από το νερό και έχουν καλές ιδιότητες μετριοπάθειας νετρονίων.

Η επιλογή του συντονιστή εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του τύπου του αντιδραστήρα, των επιθυμητών συνθηκών λειτουργίας και των εκτιμήσεων ασφαλείας.