Por que o urânio não entra numa reação em cadeia quando colocado nas varetas do elemento combustível?

São três os motivos:

- o primeiro é que os nêutrons produzidos pela fissão do átomo de urânio tem energia cinética (velocidade) muito alta e quando se chocam com outros átomos de urânio, os nêutrons ricocheteiam e não produzem novas fissões. Nos reatores nucleares de Angra usa-se água para diminuir (moderar) a velocidade dos nêutrons até um valor adequado para que produzam novas fissões, que são necessárias para o funcionamento do reator.

- o segundo motivo é a massa de urânio que existe no volume com que se está trabalhando. Se num determinado volume existir uma massa de urânio suficiente grande, os nêutrons produzidos pelas fissões espontâneas naquela massa de urânio poderiam chocar-se com vários átomos sucessivamente e ter sua velocidade reduzida de tal modo que produzam novas fissões. Esse evento poderia reproduzir-se até atingir uma quantidade de nêutrons que levasse a uma reação em cadeia. Por isso busca-se trabalhar com massas de urânio que não possam sustentar reação em cadeia. A massa de uma pastilha, por exemplo, não é suficiente para sustentar reação em cadeia. Mas dentro do reator nuclear é colocada massa de urânio suficiente para sustentar a reação em cadeia.

- o terceiro motivo é a geometria que se dá ao arranjo ou forma em que urânio está contido. Se for necessário trabalhar-se com massas maiores, isso pode ser feito em arranjo ou forma com geometria adequada, tal que os nêutrons gerados a partir das fissões espontâneas sairão do volume que contem urânio antes que seu número (fluxo de nêutrons) atinja valor suficiente para sustentar a reação. Já o arranjo do núcleo do reator tem geometria favorável à sustentação da reação em cadeia.

É através da combinação de massa e geometria adequadas (seguras), e da restrição à presença de moderador (água) junto ao urânio que se garante que não ocorrerá involuntariamente, o processo multiplicação das fissões, e a consequente reação nuclear em cadeia do combustível. Isso só ocorrerá quando o combustível estiver no núcleo do reator.


Data da última atualização: 13/07/2016 11:48:54

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