Núcleo del reactor nuclear

Un núcleo de reactor nuclear es la porción de un reactor nuclear que contiene los componentes del combustible nuclear donde tienen lugar las reacciones nucleares y se genera el calor. Normalmente, el combustible será uranio poco enriquecido contenido en miles de clavijas de combustible individuales. El núcleo también contiene componentes estructurales, los medios para moderar los neutrones y controlar la reacción, y los medios para transferir el calor del combustible a donde se requiere, fuera del núcleo.

Reactores moderados por agua

Dentro del núcleo de un típico reactor de agua a presión o de agua en ebullición hay barras de combustible con el diámetro de una gran pluma de tinta tipo gel, cada una de unos 4 m de largo, que están agrupadas por cientos en paquetes llamados " conjuntos combustibles". Dentro de cada barra de combustible, se apilan bolitas de uranio, o más comúnmente de óxido de uranio, de extremo a extremo. También dentro del núcleo hay barras de control, llenas de bolitas de sustancias como boro, hafnio o cadmio que capturan neutrones fácilmente. Cuando las barras de control se introducen en el núcleo, absorben neutrones, por lo que no pueden participar en la reacción en cadena. Por el contrario, cuando las barras de control se quitan del camino, más neutrones golpean los núcleos fisibles de uranio-235 (U-235) o plutonio-239 (Pu-239) en las barras de combustible cercanas, y la reacción en cadena se intensifica. La cubierta del núcleo, también ubicada dentro del reactor, dirige el flujo de agua para enfriar las reacciones nucleares dentro del núcleo. El agua elimina el calor de la reacción de fisión, que también actúa para moderar las reacciones de neutrones.

Reactores moderados por grafito

También hay reactores moderados de grafito en uso.

Un tipo utiliza grafito nuclear sólido para el moderador de neutrones y agua ordinaria para el refrigerante. Vea el reactor de fuerza nuclear RBMK de fabricación soviética. Este fue el tipo de reactor involucrado en el desastre de Chernobyl.

En el reactor avanzado refrigerado por gas, un diseño británico, el núcleo está hecho de un moderador de neutrones de grafito donde se encuentran los conjuntos de combustible. El gas de dióxido de carbono actúa como un refrigerante y circula a través del núcleo, eliminando el calor.

También ha habido varios reactores experimentales que utilizan grafito para moderación, como los conceptos de reactor de lecho de guijarros y el experimento del reactor de sales fundidas.