El núcleo de un reactor nuclear es la parte 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 pines 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 reactor de agua presurizada o de un reactor de agua en ebullición típico hay barras de combustible con un diámetro de un bolígrafo grande de tinta tipo gel, cada una de unos 4 m de largo, que se agrupan por cientos en haces llamados "conjuntos de combustible". Dentro de cada barra de combustible, se apilan de extremo a extremo pastillas de uranio, o más comúnmente óxido de uranio. También dentro del núcleo hay barras de control , llenas de pastillas de sustancias como boro , hafnio o cadmio que capturan fácilmente neutrones . Cuando las barras de control se bajan al núcleo, absorben neutrones, que por lo tanto no pueden participar en la reacción en cadena . Por el contrario, cuando las barras de control se levantan, 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 calor de la reacción de fisión es eliminado por el agua, que también actúa para moderar las reacciones de neutrones.
También se utilizan reactores moderados con grafito .
Un tipo utiliza grafito nuclear sólido como moderador de neutrones y agua común como refrigerante. Véase el reactor nuclear RBMK de fabricación soviética . Este fue el tipo de reactor utilizado en el desastre de Chernóbil .
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 elementos combustibles. El gas de dióxido de carbono actúa como refrigerante y circula por el núcleo eliminando el calor.
También ha habido varios reactores experimentales que utilizan grafito para la moderación, como los conceptos de reactor de lecho de guijarros y el experimento del reactor de sal fundida .
