Os reatores nucleares controlam as reações nucleares através de um cuidadoso equilíbrio de vários fatores:

1. Moderação de nêutrons:

* nêutrons da fissão são enérgicos demais para sustentar uma reação em cadeia. Eles precisam ser desacelerados para um nível de energia específico.
* moderadores: São materiais como água (em reatores de água leve) ou grafite (em alguns reatores) que efetivamente diminuem os nêutrons por colisões.

2. Absorção de nêutrons:

* hastes de controle: Estes são feitos de materiais que absorvem nêutrons, como boro ou cádmio. Ao inserir essas hastes no núcleo do reator, você pode absorver nêutrons, reduzindo a taxa de fissão e controlando a saída de energia.
* Outros absorvedores: Alguns dos próprios produtos de fissão são bons absorvedores de nêutrons, o que ajuda a regular a reação.

3. Enriquecimento de combustível:

* urânio natural: Contém apenas 0,7% do isótopo da físsil U-235.
* Enriquecimento: Aumenta a concentração de U-235, tornando o combustível mais reativo. O nível de enriquecimento determina a facilidade com que a reação em cadeia pode ser sustentada.

4. Geometria do reator:

* forma e tamanho: O design do reator influencia o fluxo de nêutrons e com que eficácia eles podem desencadear mais fissão.
* refletor: Um material em torno do núcleo que reflete os nêutrons escapando de volta à zona de reação, aumentando a eficiência.

5. Sistema de resfriamento:

* Remoção de calor: A fissão gera um tremendo calor, que precisa ser constantemente removido para evitar superaquecimento.
* CoICONTE: Isso pode ser água, água pesada ou outros líquidos que circulam pelo núcleo, absorvendo o calor e transferindo -o para um trocador de calor.

Como tudo funciona junto:

1. Iniciando a reação em cadeia: Um nêutrons atinge um átomo de U-235, causando fissão e liberando mais nêutrons.
2. moderando os nêutrons: O moderador diminui esses nêutrons para um nível de energia adequado para fissão adicional.
3. Controlando a reação: As hastes de controle absorvem alguns nêutrons, impedindo uma reação em cadeia não controlada.
4. sustentando a reação: Os nêutrons restantes acionam outros eventos de fissão, mantendo a reação a uma taxa controlada.
5. resfriamento: O sistema de resfriamento remove o calor gerado pelo processo de fissão.

mecanismos de segurança:

* sistema SCRAM: Esse sistema insere rapidamente todas as hastes de controle no núcleo, interrompendo a reação em cadeia em uma emergência.
* Edifício de contenção: Uma estrutura forte que impede a liberação de materiais radioativos em caso de acidente.
* Sistemas de backup : Vários sistemas redundantes garantem que o reator permaneça sob controle, mesmo em caso de falhas.

em resumo: Os reatores nucleares dependem de uma combinação sofisticada de moderação de nêutrons, hastes de controle, enriquecimento de combustível, geometria do reator e sistemas de refrigeração para gerenciar a reação em cadeia nuclear e produzir energia com segurança e eficiência.