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Titolo: Che funzione ha il moderatore nei reattori a fissione ?

Non sono riuscito a capire che funzione ha il moderatore all'interno
del nocciolo di un reattore a fissione.
Perchè rallentare i neutroni  ? per produrre Plutonio ?
Grazie a quanti risponderanno.
Paolo.

 
per evitare che esploda, assorbe i neutroni quando la produzione di
energia sale troppo
-- 
Saluti
Valar
ex-Maestro Jedi di Abulion Yorgen
ICQ 51287994
Ad un esame di medicina:
"Come si chiama quella zona irritabile attorno alla vagina?"
"Donna"

 energia sale troppo
Grosso modo come i moderatori dei ng... ;*)
ciao
a.

 energia sale troppo
Cioa Valar,
    mi dispiace dirti che la tua risposta e' sbagliata: il moderatore nei
reattori nucleari a fissione ha un'altra funzione.
Esso serve a rallentare i neutroni: questo si fa perche' la probabilita'
di avere una reazione di fissione tra uranio e neutroni e' piu' alta
quando la energia cinetica dei neutroni e' molto bassa (~0.25eV se
non ricordo male, che corrisponde ad una velocita' di 2200m/s)
    Quindi la funzione del moderatore e fare in modo che avvengano
piu' reazioni di fissione aumentando la popolazione dei neutroni cosidetti
'termici' (con energie cinetiche molto basse).
Ciao, Davide.

 energia sale troppo
Attenzione a non confondere il moderatore con gli assorbitori.
Gli assorbitori servono a regolare la reazione a catena assorbendo
appunto i neutroni in eccesso rispetto al fattore di moltiplicazione
uguale a uno. Gli assorbitori usati sono di vario tipo, quelli per la
regolazione
fine (normalmente barre di cadmio che vengono introdotte/estratte
progressivamente), per la  regolazione grossolana (condotti nei quali viene
fatta circolare una soluzione di assorbitori a concentrazione variabile),
di sicurezza (grosse barre di assorbimento sospese sul reattore che,
circa tagliando i cavi che le sostengono, cadono e restano abbassate
bloccando la reazione).
Il moderatore serve a tutt'altro scopo. Sopratutto deve assorbire neutroni
il meno possibile se no il reattore non ce la farebbe a partire. Abbiamo
appena visto come la necessaria funzione di assorbimento venga fatta.
Parliamo di reattori a uranio naturale (0.7% U235, 99.3% U238 e trascurabili
altri).
In ogni fissione i neutroni vengono emessi ad alta energia (qualche Mev).
A queste energie essi "risuonano" con U238 che li cattura
(sottraendoli a U235), si trasforma in U239 instabile, questo, con due
successivi
decadimenti beta, si trasforma in PU239. Quest'ultimo, catturando un
succesivo
neutrone puo' a sua volta scindersi mantenendo la reazione, ma le due
successive catture necessarie rendono il processo estremamente improbabile
e quindi non utile ai fini della reazione a catena.
Occorre quindi rallentare i neutroni per farli "risuonare" secondo le
preferenze di U235. Per rallentare i neutroni occorre farli collidere con
atomi leggeri. L'idrogeno andrebbe benissimo, ma ha il difetto di assorbire
i neutroni e quindi va scartato. Nei reattori antichi si usava la grafite
(C12).
Oggi, essendo il deuterio disponibile, piu' leggero della grafite e non
assorbitore, si preferisce usare come moderatore l'acqua pesante.
Il moderatore, quindi, serve a impedire il piu' possibile la produzione di
Plutonio. Essa comunque avviene un po' e cio' fa si' che in un reattore
a uranio naturale ci si possa aspettare una quantita' di energia prodotta
per unita' di combustibile un po' superiore a quella teoricamente estraibile
dalla componente U235.
Saluti
Mino Saccone

Perchè rallentare i neutroni  ? per produrre Plutonio ?
Si rallentano i neutroni per controllare la reazione. CI sono certi
reattori, poi (quelli francesi) che producono plutonio e lo
riutilizzano. Sono i piu' pericolosi perche' se si spegne la reazione
va avanti, e puo' essere incontrollata.
Questo detto semplicisticamente.

Perchè rallentare i neutroni  ? per produrre Plutonio ?
I neutroni lenti producono fissione in modo piu' efficiente rispetto
ai neutroni veloci, per questo motivo si usa il moderatore.
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 Perchè rallentare i neutroni  ? per produrre Plutonio ?
La sezione d'urto della fissione del nucleo di uranio U235 (ma anche
la sezione d'urto per fusione del nucleo di uranio U238 -> Pu239)
per bombardamento di neutroni e' inversamente proporzionale alla
velocita' dei neutroni: quindi piu' alta se i neutroni sono
"termici", cioe' poco veloci, cioe' con velocita' confrontabili con
quella di agitazione termica. Viceversa i neutroni prodotti dalla
fissione sono "veloci" (alcuni MeV).
Il moderatore (che puo' essere acqua, acqua pressurizzata, acqua
pesante, berillio, carbonio, ecc.) ha lo scopo di rallentare i
neutroni "veloci" a energie di qualche eV a forza di urti sui nuclei
del moderatore.
Con un buon moderatore (acqua pesante) e' possibile far funzionare
un reattore con uranio naturale come combustibile, altrimenti si usa
uranio arricchito (di U235) o plutonio (Pu239), il primo presente
nel 0.7% dell'uranio naturale, il secondo non presente in natura ma
ottenibile dalla reazione n + U238 -> Pu239.
In una bomba A si puo' evitare il moderatore usando U235 puro.
Ciao
Mario Leigheb

 Perchè rallentare i neutroni  ? per produrre Plutonio ?
Piu' che altro, cassare post birichini come questo ;)
E scrivere al .mu. codogno, s'intende...
ciao
a.


Vuoi dire che + l'energia cinetica dei neutroni è bassa e  - essi
tendono a sfuggire dal nocciolo  del reattore , oppure che essi ( i
neutroni ) sono favoriti a dare reazione di fissione di U235 piuttosto
che cattura da parte di U238 con conseguente formazione di Pu239 ?
Piu' in generale , i neutroni termici tendono ad essere catturati da
U235 ( con formazione di U236 con tempo di decadimento mi pare
dell'ordine di 10^-26 secondi, e conseguente fissione) 
piuttosto che da U238 o Pu o da altri prodotti vari di fissioni
precedenti ?
Ciao Paolo.