Ini adalah pertanyaan yang agak rumit karena ada banyak variabel dan banyak desain yang diusulkan untuk mempertimbangkan siklus bahan bakar thorium; tetapi tampaknya minat utama Anda adalah apakah atau tidak meninggalkan Pa-233 dalam larutan akan berdampak buruk pada siklus nuklir thorium ke titik di mana lebih masuk akal untuk menghilangkan isotop ini untuk diperkenalkan kembali setelah beta meluruh ke U- yang sangat kita butuhkan 233 bahan bakar.
Untuk menjawab pertanyaan ini secara singkat, mari kita asumsikan reaktor termal (seperti dalam neutron yang dimoderasi dengan baik dan memiliki energi yang ideal untuk fisi U-233). Selanjutnya mari kita membuat asumsi tentang komposisi dengan 98% Th-232, 1% Pa-233 dan 1% U-233.
Potongan melintang dari masing-masing isotop ini (seberapa besar mereka dengan neutron termal) kira-kira: Th-232, 7,37 lumbung untuk penyerapan; Pa-233, 40 lumbung untuk penyerapan; U-233, 529 lumbung untuk fisi. Jika Anda tidak tahu apa itu 'lumbung', pada dasarnya itu tidak lebih dari menggambarkan ukuran 2D dari inti target sejauh memiliki interaksi dengan neutron yang masuk. 1 gudang = 10 -24 cm 2 dan dinamai demikian karena pada skala atom, seperti kata pepatah lama, "... sama besar dengan gudang."
Informasi ini dapat digunakan untuk memperoleh jarak rata-rata yang akan dilalui oleh sebuah neutron sebelum ia memiliki 'tabrakan / interaksi' dengan salah satu dari atom-atom ini (juga dikenal sebagai transport mean path bebas). Fungsinya sebagai berikut:
l = 1σN- 23 A
Dimana:
Karena mereka semua sangat mirip dalam jumlah proton dan neutron kita dapat menghilangkan istilah . Selain itu, fungsi ini terutama digunakan untuk menghamburkan dan menghitung kehilangan energi neutron melalui kedalaman material yang diberikan, tetapi berfungsi dengan baik untuk penyerapan yang membuat kami memiliki:23 A
l ∼ 1σN
Rumus ini memberikan jarak rata-rata (ish) yang akan dilalui neutron melalui bahan sebelum berinteraksi dengan atom (penyerapan, fisi, hamburan, dll.).
Dengan beberapa angka cepat (melewatkan kepadatan jumlah yang tepat dan pergi dengan% komposisi) kita dapat dengan mudah melihat jarak rata-rata yang ditempuh oleh neutron melebihi urutan besarnya lebih pendek untuk U-233 dan Th-232 vs Pa -233 isotop sehingga efeknya pada 'efisiensi' reaktor ini dapat diabaikan.
Untuk menjawab pertanyaan Anda:
- Apakah pembentukan Pa-233 mempengaruhi efisiensi reaktor? Iya nih.
- Apakah penting untuk menghapus Pa-233 agar memiliki siklus bahan bakar thorium yang layak? Tidak.
- Apakah geometri efisiensi efek reaktor? Ya, tapi itu pertanyaan lain. ;)
Semoga ini membantu!