¿Por qué no el volumen de agua en un combustible nuclear piscina convertido en irradiados? Por qué no el agua alrededor de la piscina se radiactivos y circular alrededor de lo que toda cosa mortal?
Mi pregunta generado a partir de esta tira de XKCD. La Piscina De Combustible Gastado
No hay muchos radiactiva de los isótopos de Hidrógeno y Oxígeno, y los que hay no son muy radiactivos.
Como dmckee notas, hay Deuterio formado a partir de Hidrógeno captura de un neutrón, esto produce D$_2$O, o agua pesada. Pero el Deuterio es estable y por lo tanto no causa de la radiactividad en sí mismo. El agua pesada es químicamente un poco tóxico, pero no un riesgo de la radiación. Usted podría producir Tritio cuando Deuterio otra captura de neutrones, pero las tasas de esta sucediendo en las barras de combustible en energía, intensidades, es diminuto.
La fuente más probable de estanque de combustible convirtiendo peligrosamente radiactivo es una grieta en una de las barras de combustible, permitiendo que los isótopos se generan en las fugas de combustible.
Hay un par más sutilezas a este problema. Mientras que sólo un "pequeño" fracción de neutrones absorciones ir a algo que va a ser un peligroso producto de activación, esto no nos asegura de seguridad. Eso es debido a que el flujo proveniente de las barras de combustible es muchos órdenes de magnitud mayor que la de nuestros límites de seguridad, para empezar.
En efecto, consideremos el caso de reactores de agua en ebullición (BWR) primaria radiactividad preocupación del refrigerante durante la operación.
http://en.wikipedia.org/wiki/Boiling_water_reactor#Disadvantages
protección y control de acceso alrededor de la turbina de vapor se requiere durante las operaciones normales debido a los niveles de radiación derivadas del vapor de entrar directamente desde el núcleo del reactor. Esta es una moderada preocupación menor, ya que la mayoría de la radiación de flujo es debido a que el Nitrógeno-16, que tiene una vida media se mide en segundos, permitiendo que la turbina de la cámara para ingresar a los pocos minutos de apagado.
Este es un buen punto de referencia, debido a que la piscina de combustible gastado es cualitativamente extremadamente sistema similar. En un BWR, el refrigerante pasa directamente a través de la central nuclear a plena potencia. El flujo de neutrones en el que el medio ambiente es lo suficientemente alta como para activar el refrigerante a un nivel peligroso. El refrigerante es removido desde el núcleo, alimentado por una diferencia de presión mantenida activamente a través de bombas de agua de alimentación.
También tenga en cuenta que el N-16 es un producto inevitable de exponer el agua a un flujo de neutrones. La reacción es la siguiente:
$$ { }^{16}_{8}O + { }^{1}_{0} n \rightarrow { }^{16}_{7} N + {}^1_1 p$$
Casi todos los naturales de Oxígeno es la O-16 de isótopos. Así que si usted está usando agua en un flujo de neutrones, que tendrá este. Así que la cuestión se reduce a "cuánto" y "donde".
La radiactividad en las piscinas de combustible gastado casi en su totalidad de la más reciente de combustible debido a que la actividad disminuye con el tiempo debido a la desintegración nuclear. Como apagar el reactor, baje a alrededor del 7% de la potencia de inmediato, en relación a su plena potencia. Hay regulatorio mínimo los tiempos de espera en el núcleo antes de empezar a revolver todo el combustible, y su potencia de salida disminuye aún más durante este tiempo. Después de un par de días, el poder será, sin duda por debajo de aproximadamente el 1% de la potencia total.
Esto no es muy reconfortante, pero eso es porque he dejado de lado una crítica detalle - el mayor de la de calor en el combustible gastado viene de la descomposición de las transiciones que no emiten neutrones. Mientras que el calor va hacia abajo por estos factores tangibles, el flujo de neutrones cae en relación a la totalidad de núcleo de poder por un mayor factor.
Los decae aún emiten abundantes rayos gamma. De hecho, creo que ese es el principal peligro. Sin embargo, éstos están protegidos muy bien por el agua, y a diferencia de los neutrones, que no contribuyen significativamente a la activación de componentes en el agua.
Para el N-16 que se produce en la piscina de combustible gastado, también tenemos una diferencia fundamental que opera por la circulación natural. Después de unos minutos, el N-16 tiene casi completamente desintegrado del todo. Si el flujo de circulación, toma este tiempo para que el agua circule, entonces no puede ser un peligro, pero no está claro que este es siempre el caso. Las impurezas en el agua que puede ser activado más fácilmente también son motivo de preocupación. Pero el problema viene de vuelta para el flujo de neutrones para empezar, y es tan baja que los productos de activación no será un motivo de preocupación. La proporción de neutrones retardados se maneja de forma cuantitativa en el reactor punto cinética, y es una muy pequeña fracción - mucho menor que el calor de desintegración de sí mismo. También disminuye con el tiempo. Los neutrones retardados son realmente críticos para el control del reactor, sino que son muy bajos valores de flujo cuando se consideran días o semanas después del cierre.
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