Jabarkan Racun neutron dari Bahan bakar nuklir

Dalam aplikasi seperti reaktor nuklir, sebuah racun neutron (juga disebut sebuah 'pengisap neutron' atau 'racun nuklir') adalah sebuah zat dengan sebuah penampang pengisapan neutron besar. Dalam aplikasi tersebut, menyerap neutron biasanya merupakan efek yang tidak diinginkan. Namun, bahan penyerap neutron, juga disebut racun, sengaja dimasukkan ke dalam beberapa jenis reaktor untuk menurunkan reaktivitas tinggi dari beban bahan bakar segar awalnya. Beberapa dari racun ini habis karena menyerap neutron selama operasi reaktor, sementara yang lain relatif konstan.

Penangkapan neutron oleh produk fisi paruh pendek dikenal sebagai keracunan reaktor ; Penangkapan neutron oleh produk fisi yang berumur panjang atau stabil disebut slagging reaktor.

Fabrikasi bahan bakar nuklir, pengayaan dan pemrosesan ulang

Siklus bahan bakar nuklir terdiri dari langkah-langkah front-end yang mempersiapkan uranium untuk digunakan dalam reaktor nuklir dan langkah-langkah back-end untuk secara aman mengelola, menyiapkan, dan membuang bahan bakar bekas—atau bekas —namun masih mengandung radioaktif tinggi.

Berbagai kegiatan yang berhubungan dengan produksi listrik dari reaktor tenaga nuklir disebut secara kolektif sebagai siklus bahan bakar nuklir. Siklus dimulai dengan penambangan uranium dan diakhiri dengan pembuangan limbah nuklir. Bahan baku bahan bakar nuklir saat ini sebagian besar adalah uranium. Bahan itu harus diproses melalui serangkaian tahapan untuk menghasilkan bahan bakar yang efisien untuk menghasilkan listrik. Bahan bakar bekas juga perlu diperhatikan untuk daur ulang atau pembuangan. Siklus bahan bakar nuklir terdiri dari 'ujung depan', yaitu persiapan bahan bakar, 'masa kerja' di mana bahan bakar digunakan selama operasi reaktor untuk menghasilkan listrik, dan 'ujung akhir', yaitu pengelolaan yang aman bahan bakar nuklir bekas termasuk pemrosesan ulang dan daur ulang, dan pembuangan. Jika bahan bakar bekas tidak diproses ulang, siklus bahan bakar disebut sebagai 'terbuka' atau siklus bahan bakar 'sekali lewat'; jika bahan bakar bekas diproses ulang, dan didaur ulang, itu benar disebut sebagai siklus bahan bakar nuklir 'tertutup'.

Uranium adalah bahan bakar yang paling banyak digunakan oleh pembangkit listrik tenaga nuklir untuk fisi nuklir. Pembangkit listrik tenaga nuklir menggunakan jenis uranium tertentu—U-235—sebagai bahan bakar karena atom-atomnya mudah terbelah. Meskipun uranium sekitar 100 kali lebih umum daripada perak, U-235 relatif jarang hanya di atas 0,7% uranium alami. Konsentrat uranium dipisahkan dari bijih uranium di pabrik uranium atau dari bubur di fasilitas pelindian di tempat. Kemudian diproses di fasilitas konversi dan pengayaan, yang meningkatkan kadar U-235 menjadi 3%–5% untuk reaktor nuklir komersial, dan dibuat menjadi pelet bahan bakar reaktor dan batang bahan bakar di pabrik fabrikasi bahan bakar reaktor.

Ada tiga tahap utama dalam pembuatan struktur bahan bakar nuklir yang digunakan dalam LWR dan PHWR:

Memproduksi uranium dioksida (UO2) murni dari UF6 atau UO3 yang masuk.

Memproduksi pelet UO2 keramik dengan kepadatan tinggi dan berbentuk akurat.

Memproduksi kerangka logam kaku untuk rakitan bahan bakar– terutama dari paduan zirkonium; dan memuat pelet bahan bakar ke dalam batang bahan bakar, menyegelnya dan memasang batang ke dalam struktur perakitan bahan bakar akhir.

Bahan bakar nuklir dimuat ke dalam reaktor dan digunakan sampai rakitan bahan bakar menjadi sangat radioaktif dan harus dipindahkan untuk penyimpanan sementara dan akhirnya dibuang. Pemrosesan bahan bakar bekas secara kimiawi untuk memulihkan sisa produk yang dapat mengalami fisi lagi dalam perakitan bahan bakar baru secara teknis dapat dilakukan, tetapi tidak diizinkan di Amerika Serikat.