Física de reatores nucleares : Um estudo da seção de choque e do fator de multiplicação dos nêutrons lentos em reatores com urânio enriquecido

Abstract

Com o aumento do consumo de energia elétrica no mundo e maior demanda por energia a cada ano que se passa, a importância da energia nuclear vem ganhando mais força devido seu alto potencial energético. Atualmente existem cerca de 439 usinas nucleares que estão em operação no mundo, sendo que no Brasil apenas duas, evidenciando a importância de investimento e compreensão do processo das usinas nucleares. Desta forma, o objetivo deste trabalho é realizar uma revisão de cunho científico e pedagógico sobre o comportamento dos nêutrons nos reatores de fissão nuclear, apresentando assim um estudo sobre a seção de choque e o livre caminho médio dos nêutrons lentos. Para a realização deste estudo foram apresentados dados sobre as reações dos nêutrons, classes energéticas das seções de choque, a fissão nuclear nos reatores, assim como a liberação de energia na fissão, focando nas reações de nêutrons lentos, como sua distribuição de energia e seção de choque efetiva. Como resultado do estudo, estimamos parâmetros das reações com nêutrons lentos para reatores do tipo mais comum, e como de fato a energia nuclear pode agregar de forma positiva na matriz elétrica nacional devido seu enorme rendimento energético. Por exemplo, mostrou-se que um reator com urânio natural não pode ser moderado com grafite, mas pode utilizar água pesada como moderador. Identificou-se, também, que o estudo pode ser complementado em oportunidades futuras, abordando temas como a difusão de nêutrons na perspectiva de reatores nucleares.