رآکتور هسته‌ای: تفاوت میان نسخه‌ها

سوختهای هسته‌ای مستقیماً در داخل رآکتور قرار داده نمی‌شوند، بلکه همواره بصورت پوشیده شده مورد استفاده قرار می‌گیرند. پوشش یا غلاف سوخت، کند کنندهکندکننده یا خنک‌کننده از آن جدا می‌سازد. این امر از خوردگی سوخت محافظت کرده و از گسترش محصولات شکافت حاصل از سوخت پرتو دیده به محیط اطراف جلوگیری می‌کند. همچنین این غلاف می‌تواند پشتیبان ساختاری سوخت بوده و در انتقال حرارت به آن کمک کند. ماده غلاف همانند خود سوخت باید دارای خواص خوب حرارتی و مکانیکی بوده و از نظر شیمیایی نسبت به برهمکنش با سوخت و مواد محیط پایدار باشد. همچنین لازم است غلاف دارای سطح مقطع پایینی نسبت به بر همکنشهای هسته‌ای حاصل از نوترون بوده و در مقابل تشعشع مقاوم باشد.

یک کند کنندهکندکننده ماده‌ای است که برای کند یا حرارتی کردن نوترونهای سریع بکار می‌رود. هسته‌هایی که دارای جرمی نزدیک به جرم نوترون هستند بهترین کند کنندهکندکننده می‌باشند. کند کنندهکندکننده برای آنکه بتواند در رآکتور مورد استفاده قرار گیرد بایستی سطح مقطع جذبی پایینی نسبت به نوترون باشد. با توجه به خواص اشاره شده برای کند کننده، چند ماده هستند که می‌توان از آنهاآن‌ها استفاده کرد. [[هیدروژن]]، [[دوتریم]]، [[بریلیوم]] و [[کربن]] چند نمونه از کند کننده‌ها می‌باشند. از آنجا که بریلیوم سمی است، این ماده خیلی کم به عنوان کند کنندهکندکننده در رآکتور مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین ایزوتوپ‌های هیدروژن، به شکل [[آب]] و [[آب سنگین]] و کربن، به شکل گرافیت به عنوان مواد کند کنندهکندکننده استفاده می‌شوند.

[[آب سنگین]] در بعضی از انواع رآکتورهای هسته‌ای نیز به عنوان کند کنندهکندکننده نوترون به کار می‌رود. نوترون‌های کند می‌توانند با اورانیوم واکنش بدهند. از [[آب سبک]] یا آب معمولی هم می‌توان به عنوان کند کنندهکندکننده استفاده کرد، اما از آنجایی که آب سبک نوترون‌های حرارتی را هم جذب می‌کنند، [[رآکتور آب‌سبک|رآکتورهای آب سبک]] باید اورانیوم غنی شده یا اورانیوم با خلوص زیاد استفاده کنند، اما [[رآکتور آب‌سنگین]] می‌تواند از اورانیوم معمولی یا غنی نشده هم استفاده کند، به همین دلیل تولید آب سنگین به بحث‌های مربوط به جلوگیری از توسعه [[جنگ‌افزار هسته‌ای|سلاح‌های هسته‌ای]] مربوط است. [[رآکتور آب‌سنگین|رآکتورهای تولید آب سنگین]] را می‌توان به گونه‌ای ساخت که بدون نیاز به تجهیزات غنی سازی، اورانیوم را به [[پلوتونیوم]] قابل استفاده در بمب اتمی تبدیل کند. البته برای استفاده از اورانیوم معمولی در بمب اتمی می‌توان از روش‌های دیگری هم استفاده کرد.

کشورهای [[هند]]، [[اسرائیل]]، [[پاکستان]]، [[کره شمالی]]، [[روسیه]] و [[آمریکا]] از [[رآکتور آب‌سنگین|رآکتورهای تولید آب سنگین]] برای تولید بمب اتمی استفاده کردند. با توجه به امکان استفاده از آب سنگین در ساخت سلاح هسته‌ای، در بسیاری از کشورها دولت تولید یا خرید و فروش مقدار زیاد این ماده را کنترل می‌کند. اما در کشورهایی مثل آمریکا و کانادا می‌توان مقدار غیر صنعتی یعنی در حد گرم و کیلوگرم را بدون هیچ گونه مجوز خاصی از تولیدکنندگان یا عرضه‌کنندگان مواد شیمیایی تهیه کرد. هم‌اکنون قیمت هر کیلوگرم [[آب سنگین]] با خلوص ۹۸ الی ۹۹ درصد حدود ۶۰۰ تا ۷۰۰ دلار است. گفتنی است بدون استفاده از اورانیوم غنی شده و آب سنگین هم می‌توان رآکتور تولید پلوتونیوم ساخت. کافی است که از کربن فوق‌العاده خالص به عنوان کند کنندهکندکننده استفاده شود از آنجایی که نازی‌ها از کربن ناخالص استفاده می‌کردند، متوجه این نکته نشدند در حقیقت از اولین رآکتور اتمی آزمایشی آمریکا سال ۱۹۴۲ و [[پروژه منهتن]] که پلوتونیوم آزمایش ترینیتی و بمب مشهور [[فت من]] را ساخت، از اورانیوم غنی شده یا آب سنگین استفاده نمی‌شد.

برای دستیابی به فرایند شکافت کنترل شده یا متوقف کردن یک سیستم شکافت پس از شروع، لازم است که موادی قابل دسترس باشند که بتوانند نوترونهای اضافی را جذب کنند. مواد جاذب نوترون بر خلاف مواد دیگر مورد استفاده در محیط رآکتور باید سطح مقطع جذب بالایی نسبت به نوترون داشته باشند. مواد زیادی وجود دارند که سطح مقطع جذب آنهاآن‌ها نسبت به نوترون بالاست، ولی ماده مورد استفاده باید دارای چند خاصیت مکانیکی و شیمیایی باشد که برای این کار مفید واقع شود.

راکتورها انواع مختلف دارند برخی از آنهاآن‌ها در تحقیقات، بعضی از آنهاآن‌ها برای تولید رادیو ایزوتوپهای پر انرژی برخی برای راندن کشتیها و برخی برای تولید برق بکار می‌روند.