L'obiettivo di questo progetto è lo sviluppo di un modello per un reattore nucleare omogeneo a soluzione acquosa. Il reattore è destinato alla produzione di radionuclidi, in particolare il Molibdeno-99 (Mo-99). Il Mo-99 è di primaria importanza per le applicazioni in ambito medico (medicina nucleare per la produzione di Tecnezio-99m) e industriale.
Il lavoro analizza le grandezze fisiche e ingegneristiche necessarie per la progettazione e l'esercizio del reattore, includendo il calcolo del rapporto di moderazione ottimale, della sovracriticità iniziale e l'evoluzione temporale della produzione isotopica.
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Combustibile: Solfato di uranile (
$UO_2SO_4$ ) in soluzione acquosa. - Isotopo Fissile: Uranio-235 arricchito al 19,75% (LEU - Low Enriched Uranium).
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Moderatore e Refrigerante: Acqua leggera (
$H_2O$ ). - Geometria: Cilindro equilatero ottimizzato per minimizzare le perdite neutroniche, con volume utile di 30 litri (Raggio = 16,84 cm, Altezza = 33,68 cm).
- Condizioni Operative: Potenza termica di progetto pari a 200 kW con una temperatura di funzionamento di 70°C.
| Metrica | Valore Calcolato |
|---|---|
| Rapporto di moderazione ( |
50 (condizione sottomoderata per sicurezza) |
| Moltiplicazione infinita ( |
1.05416 |
| Controllo Reattività ( |
47,78 g/L di acido borico |
| Flusso Neutronico (Max) | 2,2039e13 neutroni/cm²·s |
| Vita utile combustibile |
~81 giorni (prima che |
⚠️ Note sulla Produzione: Lo studio mette a confronto la produzione di Mo-99 tramite fissione nucleare dell'U-235 (metodo principale) e tramite attivazione neutronica del Mo-98. La fissione garantisce un tasso di produzione notevolmente superiore, raggiungendo la saturazione in tempi più brevi rispetto all'attivazione.
- Analisi e Simulazione: MATLAB (per il calcolo della formula a quattro fattori, l'evoluzione del combustibile e le curve di decadimento).
- Librerie Nucleari: Dati estratti da JEFF-3.3 per le sezioni d'urto.
Per una descrizione dettagliata del dimensionamento, dell'analisi parametrica e dei modelli di deplezione, consulta il documento di riferimento: Progetto_reattore_omogeneo.pdf.