En el documental sobre Chernobyl, se mencionó que el Uranio no debe entrar en contacto con el agua, de lo contrario ocurre una explosión. ¿Cuál es la razón de eso? ¿Qué tipo de reacción hace que explote?
Pregunta interesante. El documental se refería casi con seguridad a la lava extremadamente caliente generada por el colapso nuclear en Chernobyl al entrar en contacto con el agua. Esta lava está hecha de una sustancia conocida coloquialmente como 'corium' y es una combinación de barras de combustible fundido, moderador, paredes del reactor y cualquier otra cosa que se derrite por la increíble temperatura de la falla del reactor. Hasta donde sé, esta es la razón por la cual el modo de falla se llama 'colapso', porque el corium se derrite y se acumula en el fondo del recipiente del reactor. En un charco fundido, el material fisible puede alcanzar una criticidad incontrolada y simplemente calentarse más y más.
Si la temperatura es lo suficientemente alta, el corium puede derretirse a través del fondo del reactor. Esto es realmente malo, porque al menos hipotéticamente la lava puede derretirse hasta el nivel freático y causar una explosión de vapor. Esto se asemeja bastante a lo que sucede si intentas extinguir un incendio de aceite arrojando agua (algo que nunca deberías hacer) - el agua hierve violentamente y se expande y rocía aceite ardiente por todas partes. Sin embargo, en este caso el aceite ardiente es lava radioactiva.
Esto no es una reacción química en sí, sino más bien un caso de calentamiento extremadamente vigoroso del agua y expansión violenta asociada.
Adicional
Si recuerdas el desastre de Fukushima, al menos uno de los edificios fue destruido en una explosión de hidrógeno. Según entiendo, en caso de un colapso, el material fisible puede calentarse lo suficiente para afectar la termólisis del agua. (El artículo de Wikipedia del evento parece confirmarlo) Dentro de un edificio sellado, el agua desarrollará un espacio lleno de gas de hidrógeno y oxígeno. Esta mezcla es muy explosiva.
Otra posible explicación: el agua puede actuar como un reflector de neutrones, al menos bajo algunas condiciones. Por lo tanto, podría ser posible que una masa subcrítica de uranio se vuelva supercrítica si se sumerge en agua, ya que algunos de los neutrones emitidos podrían reflejarse de nuevo en el uranio. Esto podría llevar a un accidente de criticidad, con una gran cantidad de radiación ionizante emitida y posiblemente algún tipo de explosión.
EDIT: Encontré una referencia a esto en el ensayo de Richard Feynman Los Alamos desde abajo:
Así que [Emilio Segrè] finalmente bajó [a la planta de enriquecimiento de uranio de Oak Ridge] para ver lo que estaban haciendo, y mientras caminaba vio que estaban empujando un carboy tanque de agua, agua verde, que es una solución de nitrato de uranio.
Él dice: "Uh, ¿van a manejarlo así cuando esté purificado también? ¿Eso es lo que van a hacer?"
Dijeron: "Claro, ¿por qué no?"
"¿No explotará?" dice él.
¡Huh! ¿Explotar?
Y así que el Ejército dijo: "¡Ven! ¡No deberíamos haber dejado que ninguna información llegara a ellos! Ahora todos están molestos".
Bueno, resultó que el Ejército se dio cuenta de cuánto material necesitábamos para hacer una bomba - 20 kilogramos o lo que sea - y se dieron cuenta de que esta cantidad de material, purificado, nunca estaría en la planta, por lo que no había peligro. Pero no sabían que los neutrones eran enormemente más efectivos cuando se ralentizan en el agua. Y así, en agua, se necesita menos de una décima parte, no, una centésima parte, de la cantidad de material para provocar una reacción que genere radiactividad. Mata a las personas que están cerca y así sucesivamente. Entonces, era muy peligroso y no habían prestado atención a la seguridad en absoluto.
Esto se trata más de que el agua sea un moderador de neutrones que un reflector, pero la idea es la misma - uranio en agua podría llevar a un accidente de criticidad.
Parece que el metal de uranio reacciona con el agua Comportamiento de la reacción del metal de uranio en matrices de agua, lodo y mortero - cuando está fundido, se generará vapor por el calor del metal fundido y por la exotermia. No es una situación saludable en un entorno cerrado.
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Ellos no usaron Uranio - fue óxido de uranio (no puedo estar seguro, pero normalmente es UO2). Intrínsecamente, es la aleación de circonio que contiene UO2 la que representa el peligro al formar gas de hidrógeno al reaccionar con agua caliente.