Actínido menor
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El porcentaje de fisión es 100 menos los porcentajes mostrados.
La tasa total de transmutación varía mucho según el nucleido.
245 Cm– 248 Cm tienen una vida larga con una desintegración insignificante.
Un actínido menor es un actínido , distinto del uranio o el plutonio , que se encuentra en el combustible nuclear gastado . Los actínidos menores incluyen neptunio (elemento 93), americio (elemento 95), curio (elemento 96), berkelio (elemento 97), californio (elemento 98), einstenio (elemento 99) y fermio (elemento 100). [2] Los isótopos más importantes de estos elementos en el combustible nuclear gastado son neptunio-237 , americio-241 , americio-243 , curio -242 a -248 y californio -249 a -252.
El plutonio y los actínidos menores serán responsables de la mayor parte de la radiotoxicidad y la generación de calor del combustible nuclear gastado a largo plazo (dentro de 300 a 20.000 años ). [3]
El plutonio de un reactor de potencia tiende a tener una mayor cantidad de plutonio-241 que el plutonio generado por las operaciones de combustión más lenta diseñadas para crear plutonio apto para armas . Debido a que el plutonio apto para reactores contiene tanto 241 Pu, la presencia de 241 Am hace que el plutonio sea menos adecuado para fabricar un arma nuclear . La penetración de americio en el plutonio es uno de los métodos para identificar el origen de una muestra desconocida de plutonio y el tiempo transcurrido desde la última vez que se separó químicamente del americio.
El americio se utiliza habitualmente en la industria como fuente de partículas alfa y como fuente de radiación gamma de baja energía fotónica . Por ejemplo, se utiliza habitualmente en detectores de humo . El americio se puede formar por captura de neutrones de 239 Pu y 240 Pu, formando 241 Pu que luego se desintegra en beta a 241 Am. [4] En general, a medida que aumenta la energía de los neutrones, la relación entre la sección transversal de fisión y la sección transversal de captura de neutrones cambia a favor de la fisión . Por lo tanto, si se utiliza MOX en un reactor térmico como un reactor de agua en ebullición (BWR) o un reactor de agua presurizada (PWR), se puede esperar que se encuentre más americio en el combustible gastado que en el de un reactor de neutrones rápidos . [5]
Algunos de los actínidos menores se han encontrado en la lluvia radiactiva de las pruebas de bombas. Para más detalles, véase Actínidos en el medio ambiente .
| Isótopo | Fracción | Reactor de baja presión D | D rápido | D supertérmico |
|---|---|---|---|---|
| 237 Notario público | 0,0539 | 1.12 | -0,59 | -0,46 |
| 238 Pu | 0,0364 | 0,17 | -1,36 | -0,13 |
| 239 Pu | 0,451 | -0,67 | -1,46 | -1,07 |
| 240 Pu | 0,206 | 0,44 | -0,96 | 0,14 |
| 241 Pu | 0,121 | -0,56 | -1,24 | -0,86 |
| 242 Pu | 0,0813 | 1,76 | -0,44 | 1.12 |
| 241 Soy | 0,0242 | 1.12 | -0,62 | -0,54 |
| 242 m Soy | 0,000088 | 0,15 | -1,36 | -1,53 |
| 243 Soy | 0,0179 | 0,82 | -0,60 | 0,21 |
| 243 Centímetro | 0,00011 | -1,90 | -2,13 | -1,63 |
| 244 Centímetro | 0,00765 | -0,15 | -1,39 | -0,48 |
| 245 Centímetro | 0,000638 | -1,48 | -2,51 | -1,37 |
| Suma ponderada | -0,03 | -1,16 | -0,51 | |
Referencias
- ^ Sasahara, Akihiro; Matsumura, Tetsuo; Nicolaou, Giorgos; Papaioannou, Dimitri (abril de 2004). "Evaluación de fuentes de neutrones y rayos gamma de combustibles gastados de UO2 y MOX de alto grado de combustión de LWR". Revista de ciencia y tecnología nuclear . 41 (4): 448–456. doi : 10.3327/jnst.41.448 .
- ^ Moyer, Bruce A. (2009). Intercambio iónico y extracción por solventes: una serie de avances, volumen 19. CRC Press. pág. 120. ISBN 9781420059700.
- ^ Stacey, Weston M. (2007). Física de reactores nucleares. John Wiley & Sons. pág. 240. ISBN 9783527406791.
- ^ Raj, Gurdeep (2008). Química Inorgánica Avanzada Vol-1, 31ª ed. Medios de Krishna Prakashan. pag. 356.ISBN 9788187224037.
- ^ Berthou, V.; et al. (2003). "Características de transmutación en espectros de neutrones térmicos y rápidos: aplicación al americio" (PDF) . Journal of Nuclear Materials . 320 (1–2): 156–162. Bibcode :2003JNuM..320..156B. doi :10.1016/S0022-3115(03)00183-1. Archivado desde el original (PDF) el 26 de enero de 2016 . Consultado el 31 de marzo de 2013 .
- ^ Etienne Parent (2003). "Ciclos de combustible nuclear para su implementación a mediados de siglo" (PDF) . MIT. p. 104. Archivado desde el original (PDF) el 25 de febrero de 2009.
