Otravuri nucleare II

Ziceam in episodul precedent ca asa cum dealtfel probabil ca va si asteptati, nu vom discuta despre chestia pe care v-ati astepta s-o discutam pornind de la titlu, ci despre cu totul si cu totul altceva, pentru ca despre aia si este vorba. Ei bine, spre deosebire de data trecuta si - probabil - de asteptarile dumneavoastra, astazi vom discuta fix de chestia despre care v-ati astepta sa discutam pornind de la titlu, dar dumneavoastra nu va asteptati, fie pentru ca nu porniti de la titlu fie pentru ca nu stiti ce-s alea.

Sa vedem deci ce-s alea. Cum am vazut anterior, aceeasi bila de plutoniu poate fi trecuta din zona de siguranta in zona de explozie pur si simplu scapand o surubelnita si inchizand un capac. Motivul este tot acelasi ca si atunci, si anume :

Daca in medie numarul de neutroni care rezulta dintr-o dezintegrare e mai mare decat sansa unui neutron de-a intalni o noua atoama, reactia se extinde si duce la explozie. Daca e mai mic, reactia se stinge.

Pentru a impiedica o reactie nucleara, avem deci a reduce densitatea de neutroni rapizi care lovesc atomi A. Dimpotriva, pentru a provoca reactia nucelara avem a mari densitatea de neutroni rapizi. Exista si un caz special, asa numitul reactor nuclear.

Reactorul nuclear e acea bomba nucleara in care in medie numarul de neutroni care rezulta dintr-o dezintegrare e fix egal cu sansa unui neutron de-a intalni un nou atom A. Ca rezultat, reactia decurge stabil, pe intervale imense de timp (la scara nucleara).

Nu-i lucru simplu a obtine aceasta egalitate in practica, asta fiind si motivul pentru care reactoarele nucleare sunt in principiu destul de periculoase. Exista doua cai principale de-a aborda problema. In primul rand, putem inconjura un miez insuficient el in sine pentru a produce o explozie atomica cu un invelis reflectorizant, adica capabil sa trimita o parte din neutronii ce se indeparteaza de miez inapoi inspre acesta. Un exemplu de astfel de obiect ne-a dat stimatul Slotin, de care-am amintit deja. In al doilea rand, putem introduce materiale care absorb neutroni, fara insa sa participe la reactii nucleare, in miezul bombei-reactor.

Prima metoda e din diverse motive tehnice rar folosita in practica, chiar daca teoretic vorbind ar parea ca ofera oarecari avantaje de siguranta. A doua metoda e cel mai adesea implementata, indeobste sub forma unor tije din materiale speciale care sunt introduse si extrase din miezul reactorului-bomba, dupa nevoi, pentru a accelera sau a incetini reactia.

Fapt care da nastere unui fenomen interesant. Atunci cand reactia este incetinita, descompunerile la care atomii A se preteaza se modifica. Adica, in loc sa faca a + c, ei fac sa zicem b + b si b + c.

Daca in primul caz fiecare reactie dadea 5% din masa sub forma de energie, in al doilea caz lucrurile sunt mai complicate. Descompunerile b + b nu dau energie deloc. Descompunerile b + c dau energie 15%, de trei ori mai mult decat in primul caz, deci. Daca raportul intre cele doua tipuri de dezintegrare este 1 : 1, inseamna ca per total reactorul produce acum 7.5% din masa sub forma de energie, in loc de 5%. Deci desi noi incercam sa incetinim reactia, totusi e perfect posibil ca energia degajata sa creasca semnificativ.

Asta-i insa doar prima parte a problemei. Cealalta parte e comportamentul substantei b. Substanta b poate fi un atom stabil, care absoarbe neutroni mult mai eficient decat atomii A, eventual chiar si cu un ordin de marime mai eficient, dar in acelasi timp poate fi perfect inerta in ce priveste reactia nucelara, adica se descompune fara a da nici un neutron. E posibil.

Daca manifesta aceste proprietati, substanta b se numeste otrava nucleara, pentru ca otraveste reactorul. Un reactor care functiona el in legea lui, pe care am incercat sa-l incetinim poate sa creeze o cantitate semnificativa de b-uri, care sa dea impresia ca aparent reactia nucleara a incetat, pentru ca majoritatea neutronilor emisi sunt absorbiti de substanta b, fara alte efecte. Reactia continua insa normal, dar e ascunsa de prezenta otravurilor nucleare. Xenonul-135 e un astfel de exemplu, precum e si iodul-135.

Daca niste operatori nepriceputi isi inchipuie ca reactorul nuclear e motor de masina, aparitia otravurilor nucleare le poate da sentimentul ca reactia e pe cale sa se inece, si deci trebuie sa-i dea gaz. Retragand tijele din miezul reactorului, pentru a-i creste deci intensitatea reactiva, se produce bineinteles o crestere corespunzatoare a activitatii nucleare in miez, dar nu se observa neaparat si o crestere a puterii degajate, pana cand substanta b formata anterior nu-i consumata de neutronii generati. Ceea ce incurajeaza bineinteles tractoristul sa-i dea inca si mai mult gaz. La maxim, sa fie.

Odata ce substanta b e consumata, reactorul se gaseste brusc in urmatoarea situatie : 0 materiale moderatoare in miez, si-o groaza de neutroni pleznind o groaza si mai mare de A-uri care genereaza inca mai multi neutroni. Pana apuci tu sa introduci tijele la loc, chestia intra in cascada si explozia se poate observa taman din Suedia.

Lucru care de altfel s-a si intamplat, dar despre asta vom povesti, cum va si asteptati, intr-un episod ulterior.