PROBLEMAS RESUELTOS
DE FISICA
ejercicios resueltos de física nuclear y atómica

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Problemas resueltos de Física Nuclear

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FÍSICA NUCLEAR

Respuesta del ejercicio 11
Concepto de masa crítica.

Masa crítica es la cantidad mínima necesaria de un determinado material fisible capaz de mantener la fisión en cadena una vez que esta se ha iniciado con una fuente externa de neutrones.

El concepto de masa crítica se introduce en física nuclear debido a que existen diversas reacciones distintas a la fisión que anulan el efecto de los dos o tres neutrones que se liberan en cada acto de fisión (principalmente, captura radiactiva por los diversos materiales extraños existentes en el sistema). Además, algunos neutrones escapan definitivamente del sistema sin interaccionar. La fracción de neutrones que se sale definitivamente de los límites del sistema puede reducirse convenientemente aumentando el tamaño (masa) del material físil.

Reactor térmico. Reactor rápido. Reactor reproductor. Reactor convertidor.

Aunque los reactores nucleares pueden clasificarse de varios modos, la distinción más fundamental es la que se basa en la energía cinética de los neutrones responsables de la fisión en un reactor determinado. Casi todos los neutrones liberados por fisión poseen energías elevadas y, por tanto, de no existir un moderador en el núcleo o el reflector, la mayoría de las fisiones serían producidas por neutrones rápidos. El reactor nuclear que corresponde a este caso recibe el nombre de reactor rápido.
El combustible de estos reactores debe contener una proporción considerable (10% o superior) de material físil. El resto debe consistir en una sustancia de número másico elevado o medio, ya que los elementos de número másico bajo frenarían los neutrones.
Cuando el núcleo del reactor contiene una proporción considerable de moderador, la elevada energía de los neutrones de fisión cae rápidamente a la región térmica. La mayor parte de las fisiones en un reactor de este tipo, que se denomina reactor térmico, serán, pues, producidas por neutrones térmicos o lentos.

Si en el núcleo de un reactor o en lo que se denomina capa fértil en torno del mismo existe una especie fértil, esta se convertirá en físil por captura neutrónica. Cuando el núcleo físil producido es idéntico al empleado para producir la fisión en cadena, el reactor se denomina reactor reproductor. Si el núcleo físil producido es de distinta especie, tenemos un reactor convertidor
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tema escrito por: José Antonio Hervás