Combustibil nuclear

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare

Combustibilii nucleari sunt materiale care fisionează sau fuzioneză, producând energie nucleară. Sintagma de combustibili nucleari este folosită în analogie cu combustibilii fosili, deși nu suferă procese de combustie, ci de fisiune sau fuziune nucleară. Combustibilii nucleari utilizați în reactoarele nucleare conțin izotopi fisili (susceptibili să sufere reacții de fisiune nucleară). Similar, combustibilii nucleari de fuziune vor suferi reacții de fuziune nucleară.

Materialele fisionabile au proprietatea de a capta neutroni, iar în urma procesului elementar de fisiune emit alți neutroni, propagând reacția nucleară de fisiune. Cel mai cunoscut material fisionabil este U-235, un izotop al uraniului, aflat în amestecul izotopic natural într-un procent de 0,72 %. Alte exemple de izotopi fisionbili sunt U-233, Pu-239, Am-241, Cm-244, etc. Pe lângă reactorii nucleari comerciali, fenomenul de fisiune este întâlnit în natură (a se vedea fenomenul Oklo,[1] centrul Pământului ca un reactor de fisiune,[2] etc.)

Există și așa numiții izotopi fertili care, în urma unui process de activare neutronică sub neutron rapizi, se transformă în izotopi fisili (de exemplu, Th-232 se poate transforma în U-233, în timp ce U-238 trece în Pu-239, etc.).

Exemplul clasic de combustibil de fuziune este tritiul, un izotop al hidrogenului (H-3).[3] Chiar dacă procesul de fuziune nucleară nu este complet controlat încă de către om, acesta are loc în natură (exemplul clasic, Soarele / stelele ca reactori nucleari de fuziune).

Tipuri de combustibili de fisiune nucleară[modificare | modificare sursă]

Combustibili nucleari ceramici[modificare | modificare sursă]

Combustibili nucleari de tip oxidic[modificare | modificare sursă]

Dioxidul de uraniu (UO2) este cel mai popular combustibil nuclear. Conținutul în 235U poate fi cel specific amestecului natural (0.72 %) sau mai ridicat (îmbogățit). In urma amestecării cu PuO2 se obține un alt tip de combustibil, denumit MOX (engleză: "mixed oxide"). De asemenea, toriul mai poate fi folosit ca material fertil în cadrul ciclului combustibilului nuclear al toriului, combustibilul respectiv fiind denumit Th-MOX.[4] In vederea închiderii ciclului combistibilului nuclear se are în vedere incorporarea unor izotopi de viață lungă ai unor actinide minore (Np, Am, Cm) în combustibili nucleari de tip MOX de transmutație.[5]

Combustibili nucleari de tip nitrură[modificare | modificare sursă]

Combustibili nucleari de tip carbură[modificare | modificare sursă]

Combustibili nucleari metalici[modificare | modificare sursă]

Combustibili nucleari lichizi[modificare | modificare sursă]

Vezi și[modificare | modificare sursă]

Referințe[modificare | modificare sursă]

Bibliografie[modificare | modificare sursă]

  • Alexandru Cecal, Aspecte chimice ale energeticii nucleare, Ed. Tehnică, București, 1987
  • Alexandru Cecal, Implicații ale fisiunii nucleare, Ed. Tehnică, București, 1989
  • Petre Ghițescu, Ingineria reactoarelor nucleare, Editura Proxima, 2006