avaliando o tório-232: uma opção de combustível nuclear mais segura
Este artigo fala sobre a seção de fissão do tório-232 e seu potencial na produção de energia.
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Índice
O estudo do tório como combustível nuclear tem ganhado atenção ao longo dos anos por causa dos seus potenciais benefícios. O tório, especialmente o tório-232, está sendo explorado pela sua capacidade de fornecer uma quantidade significativa de energia, enquanto oferece uma alternativa mais segura aos combustíveis tradicionais baseados em urânio. Este artigo discute a avaliação da seção de fissão do tório-232, que é crucial para entender como ele se comporta quando exposto a nêutrons.
O que é Seção de Fissão?
Seção de fissão se refere à probabilidade de um núcleo se dividir quando é atingido por um nêutron. Essa é uma propriedade importante para combustíveis nucleares, porque influencia quanto de energia pode ser gerada em um Reator. Avaliar a seção de fissão do tório-232 ajuda os cientistas a prever como ele vai se sair como combustível.
A Importância do Combustível de Tório
Os ciclos de combustível à base de tório apresentam várias vantagens em relação aos ciclos de urânio. Um dos principais benefícios são as características de segurança inerentes ao tório. Reatores que usam tório são considerados menos propensos a acidentes e derretimentos. Além disso, o tório não produz tanto resíduo radioativo de longa duração em comparação com o urânio, tornando-o uma escolha atraente para a produção de energia sustentável.
Pesquisas Recentes e Métodos
Esforços recentes têm se concentrado em coletar e analisar dados experimentais para entender melhor a seção de fissão do tório-232. Os pesquisadores examinaram várias medições de bancos de dados existentes, especificamente a biblioteca EXFOR, que contém dados nucleares experimentais. Usando um método estatístico conhecido como análise de mínimos quadrados, os pesquisadores compilaram dados de várias fontes para criar um quadro mais preciso do desempenho do tório quando exposto a nêutrons rápidos.
Avaliando os Dados
O processo de avaliação começou compilando dados existentes sobre seções de fissão do tório e comparando com outros elementos como urânio e plutônio. Novas medições de instituições como CERN e CSNS foram incluídas para aumentar a precisão dos achados. Os pesquisadores tinham como objetivo identificar quaisquer discrepâncias nas avaliações existentes e estabelecer um conjunto de seções mais confiável.
Resultados da Avaliação
Os achados sugerem que a nova avaliação da seção de fissão do tório é geralmente menor do que as avaliações anteriores, como a JENDL-5. Em particular, as reduções foram notadas na faixa de energia entre 2 e 6 MeV, e ainda mais significativamente em áreas onde a fissão é menos provável de ocorrer. Essa informação é vital para entender a eficiência do tório em um ambiente de reator.
Por que Isso Importa
Ter uma medição precisa da seção de fissão do tório é crucial para os futuros projetos de reatores nucleares. Dados precisos ajudam a prever como o tório pode ser efetivamente usado para gerar energia, melhorar a segurança e minimizar resíduos. O ciclo de combustível de tório poderia desempenhar um papel significativo na paisagem energética nas próximas décadas, oferecendo uma opção mais sustentável e segura em comparação aos combustíveis nucleares tradicionais.
Implicações para o Design de Reatores
O tório tem potencial para ser usado em designs avançados de reatores, como Sistemas Dirigidos por Acelerador (ADS). Nesses sistemas, o tório pode ser utilizado para criar energia enquanto minimiza os riscos associados à proliferação nuclear. Os dados coletados nas avaliações podem ajudar engenheiros e cientistas a projetar reatores que utilizem o tório de maneira mais eficaz, reduzindo as chances de acidentes e a produção de resíduos perigosos.
Conclusão
Em resumo, a reavaliação da seção de fissão do tório-232 lança luz sobre o potencial do material como um combustível nuclear seguro e eficiente. À medida que a pesquisa avança, as informações obtidas dessas avaliações serão inestimáveis para desenvolver novas tecnologias de reatores que aproveitem os benefícios do tório. Essa mudança em direção ao tório pode mudar a forma como a energia nuclear é produzida, abrindo caminho para um futuro energético mais sustentável.
Título: EXFOR-based simultaneous evaluation for fast neutron-induced fission cross section of thorium-232
Resumo: The $^{232}$Th neutron-induced fission cross section was evaluated from 500 keV to 200 MeV. The experimental $^{232}$Th fission cross sections and their ratios to the $^{235,238}$U fission cross sections in the EXFOR library were reviewed and analysed by the least-squares method. The newly published $^{232}$Th/$^{235}$U fission cross section ratios from the time-of-flight measurements at the CERN n_TOF and CSNS Back-n facilities were compiled in EXFOR. Additional simultaneous evaluation was performed by including the experimental $^{233,238}$U and $^{239,240,241}$Pu fission cross sections and their ratios. The new evaluation provides the $^{232}$Th fission cross section systematically lower than the JENDL-5 cross section. The reduction is 4% in the plateau region between 2 and 6 MeV and more significant in the subthreshold fission region. The present evaluation reduces the $^{232}$Th fission cross section averaged over the $^{252}$Cf spontaneous fission neutron spectrum from the JENDL-5 evaluation by 4%, which is closer to the other general purpose libraries but underestimates Grundl et al's measurement by 11%.
Autores: Vidya Devi, Naohiko Otuka, S. Ganesan
Última atualização: 2023-08-18 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2308.09398
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.09398
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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