Urani-233
El urani-233 és un isòtop fisionable del urani que es genera a partir del tori-232 com a part del cicle del combustible del tori. L'urani-233 va ser investigat per al seu us en armes nuclears i com a combustible per a reactors.[1] S'ha utilisat en èxit en reactors nuclears experimentals i s'ha propost per a un us molt més ampli com combustible nuclear. Té una vida mija de 160,000 anys.
L'urani-233 és produït a partir del tori-232 per l'irradiació de neutrons. Quan el tori-232 absorbix un neutró, es convertix en tori-233, que té una vida mija de 22 minuts. El tori-233 es descompon en protactinio-233 a través de la desintegració beta. El protactinio-233 té una vida mija de 27 dies i la seua desintegració beta produïx urani-233. Alguns dissenys proposts per al reactor de sal fosa intenten aïllar físicament al protactinio d'una major captura de neutrons ans que es produïxca la seua desintegració beta, per a mantindre l'economia de neutrons (si no es conseguix en el U-233, el següent objectiu fisible és el U-235, lo que significa que es necessitaria un total de 4 neutrons per a provocar la fissió).
El U-233 normalment produïx una fissió de captura neutrónica, pero a voltes reté el neutró, convertint-se en urani-234. La proporció captura- fissió de l'urani-233 és més menuda que la dels atres dos principals combustibles fisibles, urani-235 i plutoni-239.
Material fisible
[editar | editar còdic]
En 1946, l'opinió pública es va enterar de que l'urani-233 havia segut desenrollat a partir del tori com "una tercera font disponible d'energia nuclear i bombes atòmiques" (ademés de l'urani-235 i del plutoni-239), segons un informe de Nacions Unides i un discurs per Glenn T. Seaborg.[2][3]
Els Estats Units varen produir, en el transcurs de la Guerra Freda, aproximadament 2 tonellades mètriques d'urani 233, en diversos nivells de purea química i isotòpica.[1] Es varen produir en Hanford Site i en Savannah River Site, en reactors dissenyats per a la producció de plutoni-239.[4] Els costs de producció històrics, estimats a partir dels costs de la producció de plutoni, varen anar de 2 a 4 millons d'USD / kg. Hi ha pocs reactors en el món en capacitats significatives per a produir més urani-233.
Combustible nuclear
[editar | editar còdic]L'urani-233 s'ha usat com a combustible en varis tipos diferents de reactors, i es propon com a combustible per a varis dissenys nous (vore el cicle de combustible de tori), tots els quals ho produïxen a partir del tori. L'urani-233 pot produir-se en reactors ràpits o reactors tèrmics, a diferència dels cicles de combustible basats en urani-238 que requerixen l'economia de neutrons superior d'un reactor ràpit per a produir plutoni, és dir, produir més material fisionable del que es consumix.
L'estratègia a llarc determini del programa d'energia nuclear de l'Índia, que posseïx considerables reserves de tori, és passar a un programa nuclear que genere urani 233 a partir de la matèria primera de tori.
Énergía lliberada
[editar | editar còdic]La fissió d'un àtom d'urani-233 genera 197.9 MeV = 3.171·10−11 J (i.i. 19.09 TJ/mol = 81.95 TJ/kg).[5]
| Font | Promig d'energia produïda (MeV) |
|---|---|
| Energia lliberada instantàneament | |
| Energia cinètica dels fragments de fissió | 168.2 |
| Energia cinètica de neutrons ràpits | 4.8 |
| Energia transportada per rajos γ ràpits | 7.7 |
| Energia de productes de fissió en descomposició | |
| Energia de partícules β | 5.2 |
| Energia de antineutrinos | 6.9 |
| Energia de rajos γ retardados | 5.0 |
| Suma (excloent els antineutrinos que escapen) | 191.0 |
| Energia lliberada quan els neutrons ràpits que no (re)produïxen fissió són capturats | 9.1 |
| Energia convertida en calor en un reactor nuclear tèrmic en funcionament | 200.1 |
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 C. W. Forsburg and L. C. Lewis. “Uses For Uranium-233: What Should Be Kept for Future Needs?”. ORNL-6952. Oak Ridge National Laboratory.
- ↑ UP. Atomic Energy 'Secret' Put into Language That Public Ca Understand. Recuperate le 18 d'octubre de 2011.
- ↑ UP. Third Nuclear Source Bared. Recuperate le 18 d'octubre de 2011.
- ↑ Orth, D.A.. “Savannah River Plant Thorium Processing Experience” 43: 63. Nuclear Technology.
- ↑ «Copia archivada». Archivat des d'el original, el 5 de març de 2010. Consultat el 22 de giner de 2018.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Uranio-233» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.