El núcleo de un reactor nuclear es la porción de un reactor nuclear que contiene los componentes del combustible nuclear donde tienen lugar las reacciones nucleares y se genera el calor . [1] Normalmente, el combustible será uranio poco enriquecido contenido en miles de clavijas de combustible individuales. El núcleo también contiene componentes estructurales, los medios para moderar los neutrones y controlar la reacción, y los medios para transferir el calor del combustible a donde se requiere, fuera del núcleo.
Dentro del núcleo de un típico reactor de agua a presión o de agua en ebullición hay barras de combustible con el diámetro de una gran pluma de tinta de gel, cada una de unos 4 m de largo, que están agrupadas por cientos en paquetes llamados "conjuntos de combustible". Dentro de cada barra de combustible, se apilan bolitas de uranio, o más comúnmente de óxido de uranio, de extremo a extremo. También dentro del núcleo hay barras de control , llenas de bolitas de sustancias como boro , hafnio o cadmio que capturan neutrones fácilmente . Cuando las barras de control se introducen en el núcleo, absorben neutrones, por lo que no pueden participar en la reacción en cadena . Por el contrario, cuando las barras de control se quitan del camino, más neutrones golpean los núcleos fisibles de uranio-235 (U-235) o plutonio-239 (Pu-239) en las barras de combustible cercanas, y la reacción en cadena se intensifica. La cubierta del núcleo , también ubicada dentro del reactor, dirige el flujo de agua para enfriar las reacciones nucleares dentro del núcleo. El agua elimina el calor de la reacción de fisión, que también actúa para moderar las reacciones de neutrones.
También se utilizan reactores moderados por grafito .
Un tipo utiliza grafito nuclear sólido como moderador de neutrones y agua corriente como refrigerante. Vea el reactor de energía nuclear RBMK de fabricación soviética . Este fue el tipo de reactor involucrado en el desastre de Chernobyl .
En el Reactor Avanzado refrigerado por gas , de diseño británico, el núcleo está formado por un moderador de neutrones de grafito donde se ubican los conjuntos combustibles. El gas dióxido de carbono actúa como refrigerante y circula a través del núcleo, eliminando el calor.
También ha habido varios reactores experimentales que utilizan grafito para moderación, como los conceptos de reactor de lecho de guijarros y el experimento del reactor de sales fundidas .
