Wiki · Concepto
Reacción en cadena, moderador y control
Para que un neutrón tenga buenas chances de fisionar un núcleo hay que frenarlo. Y para gobernar la potencia hay que absorber los que sobran.
Los neutrones salen de la fisión muy rápidos, a unos 20.000 km/s. A esa velocidad al uranio-235 le cuesta capturarlos. Un moderador, agua liviana, agua pesada o grafito, los frena con choques sucesivos hasta velocidades térmicas, donde la probabilidad de fisión es cientos de veces mayor. Por eso la enorme mayoría de los reactores son térmicos. Los reactores rápidos prescinden del moderador y compensan con combustible mucho más enriquecido.
La potencia se gobierna absorbiendo neutrones. Las barras de control, de boro, cadmio o hafnio, entran y salen del núcleo; en muchos PWR se agrega además ácido bórico disuelto en el agua. Para apagar el reactor se insertan todas las barras en segundos.
Lo que hace posible controlar algo tan rápido son los neutrones retardados: un 0,65 % de los neutrones no nace en la fisión sino segundos después, cuando decaen ciertos fragmentos. Ese pequeño retraso da a los mecanismos de control el tiempo que necesitan. Un reactor que solo dependiera de los neutrones inmediatos sería incontrolable, y eso es exactamente lo que ocurrió en Chernóbil durante unos segundos.
Datos rápidos
| Moderadores | agua liviana, agua pesada, grafito |
|---|---|
| Absorbentes | boro, cadmio, hafnio, gadolinio |
| Neutrones retardados | ≈ 0,65 % en el U-235 |
| Coeficiente de vacío | negativo en PWR y BWR; positivo en el RBMK original |