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Cosa sono i moderatori ed i veleni neutronici ed a cosa servono?

Un moderatore neutronico è un mezzo che serve per diminuire la velocità dei neutroni.
L’U235 (che è fissile, al contrario dell’U238 che è fertile, cioè si può “trasmutare” in “combustibile”) ha una alta probabilità di fissionarsi con neutroni lenti.
Un moderatore, per essere tale, deve avere una massa comparabile con quella del neutrone da rallentare, in modo da agevolare lo scontro e la cessione di energia (come le palle da biliardo), e deve avere una scarsa “propensione” (in gergo: Sezione d’Urto) a catturare i neutroni, cioè ne assorbono pochi e difficilmente; perciò i principali moderatori sono l’idrogeno (il cui nucleo ha una massa pari a quella del neutrone), il deuterio (che ha una massa doppia, ma ha sezione d’urto più bassa) o il carbonio (che ha una massa di 12 volte).

Altri atomi con masse nucleari molto basse (come ad esempio il boro, che ha una massa pari a 10 volte l’idrogeno) hanno una grandissima “attrazione” verso i neutroni e li assorbono con grande facilità, a causa delle caratteristiche della struttura del nucleo, sono quindi usati come “assorbitori” o “veleni neutronici”.

Infatti un veleno neutronico è un nucleo che ha una grande “propensione” (in gergo: Sezione d’Urto) alla cattura di neutroni, cioè ne assorbono molti e facilmente.

Sono usati per regolare la reazione nucleare dentro un reattore.
Data la loro grande sezione d’urto, tolgono l’eccesso di neutroni che serve per far avvenire la reazione di fissione nucleare, in questo modo possono regolare, stabilizzare o spegnere il reattore a seconda della concentrazione.

I due principali veleni neutronici sono il cadmio, di cui sono composte le barre di regolazione e di sicurezza; ed il boro, che è disciolto dentro l’acqua del circuito primario per rendere la reazione di fissione uniforme in tutto il reattore.