As propriedades de moderadores em reatores nucleares

Grafite é um moderador nuclear comumente usado em reatores nucleares. Tem pureza satisfatória (99 por cento puro, com um teor de cinzas inferior a 300 ppm e boro inferior a cerca de 2 ppm) disponível a um preço razoável. Ele é termicamente estável, mas a temperaturas elevadas, ele pode reagir com o oxigénio e o dióxido de carbono no reactor a diminuir a eficácia. Também pode formar carbonetos (um composto constituído por carbono com um outro elemento) após reacção com alguns metais e óxidos de metal. Apesar de ser um não-metal, grafite tem um bom condutor de calor propriedade, que é uma propriedade importante do moderador nuclear. As desvantagens básicas de grafite com moderação nuclear são as chances de oxidação na presença de ar, baixa resistência e baixa densidade. As suas dimensões podem alterar, sob a influência das radiações no reactor.

A água comum é utilizado em reactores nucleares como um moderador de um número de razões. O baixo custo da água, fácil disponibilidade e excelente propriedade abrandamento torna um moderador de neutrões bem. A água comum pode ser usado como um moderador apenas se combustível urânio enriquecido é usado. Ela pode ser empregue como ambos, um moderador e um fluido de arrefecimento no reactor nuclear. As principais desvantagens de água comum é o seu ponto de ebulição relativamente baixo. A água pesada, por outro lado supere a desvantagem importante de água comum. Ao contrário de água comum, ele pode executar satisfatoriamente com combustível urânio natural também- ele produz economia de nêutrons altamente melhorada (ao contrário de água comum, ele absorve os nêutrons), permitindo que o reactor a funcionar sem instalações de enriquecimento de combustível e, geralmente, aumentando a capacidade do reator. Ao contrário do moderador de grafite, que não oxida. água pesada reatores nucleares moderados são menores e requerem combustível consideravelmente menos nuclear. A desvantagem associada à água pesada é o custo consideravelmente mais elevada do que a água normal.

hidreto de zircónio não é um material vulgarmente utilizado como moderador em reactores nucleares. Quando em pó, o material tem baixa condutividade térmica e, portanto, exige disposições especiais de refrigeração em reatores de alta potência que operam em alta a temperatura moderada. hidreto de zircónio é utilizado na "triga" reactor com urânio enriquecido como o elemento de combustível.

Berílio é superior ao grafite como moderador de nêutrons em reatores nucleares. Berílio tem sido utilizado em alguns reactores e óxido de berílio é proposto como um moderador de neutrões de fissão nuclear para os reactores arrefecidos a gás de alta temperatura. Berílio é elevado custo, comparado com grafite e de água pesada, que muitas vezes substituí-lo.