¿Contra qué es principalmente el blindaje en los reactores nucleares?

Tengo un poco de conocimiento sobre la radiación ionizante y no sé por qué los reactores nucleares necesitan estos escudos masivos. Entonces, si no me equivoco, la radiación Alfa y Beta no son tan peligrosas ya que pueden protegerse con materiales relativamente livianos, el principal problema es la radiación Gamma y de Neutrones.

Entonces, ¿cuál requiere ese blindaje pesado? Además, si el reactor liberara solo rayos gamma o solo neutrones, ¿cuál de ellos necesitaría material menos masivo para reducirse a un nivel no dañino?

Cualquier número sobre la densidad de radiación que este escudo tiene que detener será de gran ayuda aquí también.

Respuestas (2)

Sí, se necesita un blindaje pesado principalmente para la radiación gamma. La radiación de neutrones (con energías vistas en los reactores de fisión) se detiene fácilmente con boro-10 (ácido bórico isotópicamente enriquecido en agua).

Si bien la radiación alfa y beta es más fácil de proteger, es aún más peligrosa si las partículas activas alfa y beta (polvo) son consumidas por humanos, ya que lo irradiarán durante muchos años y toda su energía sería consumida por su cuerpo. Entonces, obviamente, es importante contener físicamente material radiactivo de alta presión dentro del reactor.

En cuanto al blindaje de la radiación gamma: se suele realizar con materiales de alta masa atómica (plomo, uranio empobrecido, etc.). Se puede hacer con materiales más ligeros con una masa comparable (es decir, el escudo de agua debe ser ~10 veces más grueso que el de plomo). Dependiendo de la energía de los rayos gamma, es posible que necesite entre 1 y 10 cm de plomo para consumir el 50 % de la radiación gamma. Más detalles están aquí: http://en.wikipedia.org/wiki/Gamma_ray#Shielding

Si 60 cm de hormigón reducen la radiación gamma a 1/1024 de su valor original, ¿cuál es el uso de estos varios metros de hormigón? Quiero decir, después de reducirse a 1/1024, ¡¿los rayos gamma liberados del reactor seguirían siendo dañinos?!
La radiación dentro del núcleo es de muchos miles (si no millones, cuánto es exactamente una pregunta interesante) de Sievert/hora, incluso 1/1024 fracción sigue siendo letal.
@AbanobEbrahim Creo que podría estar confundiendo el blindaje contra la radiación con la cúpula de contención de hormigón. Por lo general, hay: 1) un escudo principal de agua y acero alrededor de la vasija del reactor, 2) un escudo secundario de acero alrededor de toda la sala del reactor (sin humanos adentro durante la operación) Y 3) una cúpula de contención de concreto sobre todo el recinto, destinado a contener cualquier fuga de gases/líquidos si hay un accidente del reactor, y también para blindar el reactor contra desastres naturales, accidentes de aviones, etc. Los reactores soviéticos como Chernobyl omitieron el n. ° 3 para ahorrar costos.

No soy un experto y sé que tenemos algunas personas en el sitio que están mucho más cerca de ser expertos, pero hay varios puntos que puedo ofrecer para ayudarlo.

  • Una gran parte de las precauciones que se toman en el diseño del reactor son para la protección en caso de que las cosas salgan mal, en lugar de ser necesarias en el transcurso de un funcionamiento típico.

  • También se piensa mucho en contener material activado: la radiación primaria puede transmutar átomos cerca del núcleo. A veces, los átomos resultantes son radiactivos ellos mismos. En ausencia de pruebas cuidadosas y procedimientos estrictamente aplicados, estos materiales pueden ser transportados fuera del área de contención por el movimiento del aire, las personas, las máquinas o el agua. Especialmente el agua, porque el agua primaria debe bombearse a través de un intercambiador de calor para transferir la energía al circuito secundario, lo que significa muchas juntas y piezas móviles.

  • Las altas temperaturas y presiones en el sistema de agua pueden ser brutales para el equipo (este es el caso en todos los sistemas de energía de vapor, pero es más difícil de limpiar después si el agua está tritiada).

  • Si el combustible se sale de las barras de combustible (incluso de una), tendrá una gran cantidad de material que limpiar.

  • Por lo general, se espera que el diseño del recipiente de contención brinde protección contra el impacto de vehículos grandes y ataques que involucren cantidades moderadas de explosivos.

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