RELATIVIDADE DE Moderador nuclear NO SDCTIE GRACELI -

Em engenharia nuclear, um moderador nuclear ou moderador de neutrões é um meio que reduz a velocidade de neutrões rápidos, tornando-os neutrões térmicos capazes de sustentar uma reação nuclear em cadeia envolvendo urânio-235.

Moderadores normalmente utilizados incluem água leve (75% dos reactores mundiais), grafite sólida (20% dos reactores) e água pesada (5% dos reactores).^[1]

O berílio tem também sido utilizado em alguns tipos experimentais de moderadores, e os hidrocarbonetos têm sido sugeridos como outra possibilidade.

Moderação[editar | editar código-fonte]

Os neutrões estão normalmente ligados num núcleo atómico, e não permanecem livre durante muito tempo na natureza, já que o neutrão livre tem meia-vida de menos de 15 minutos. Os neutrões, para serem livres, deverão ser libertados do núcleo e, para isso, é necessário superar a energia de ligação nuclear, que varia tipicamente entre os 7 e 9 M eV para a maioria dos isótopos. As fontes de neutrões geram neutrões livres por uma série de reacções nucleares, incluindo a fissão e a fusão nucleares. Qualquer que seja a fonte de neutrões, estes são libertados com energias de vários MeV.

Sendo a energia cinética,

E

, relacionada com a temperatura pela equação

E={\frac {1}{2}}mv^{2}={\frac {3}{2}}k_{B}T

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL Do SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

TRANSFORMAÇÕES ⇔ INTERAÇÕES ⇔ TUNELAMENTO ⇔ EMARANHAMENTO ⇔ CONDUTIVIDADE ⇔ DIFRAÇÕES ⇔ estrutura eletrônica, spin, radioatividade, ABSORÇÕES E EMISSÕES INTERNA ⇔ Δ de temperatura e dinâmicas, transições de estados quântico Δ ENERGIAS, ⇔ Δ MASSA , ⇔ Δ CAMADAS ORBITAIS , ⇔ Δ FENÔMENOS , ⇔ Δ DINÂMICAS, ⇔ Δ VALÊNCIAS, ⇔ Δ BANDAS, Δ entropia e de entalpia, E OUTROS.

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

[EQUAÇÃO DE DIRAC].

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

+ FUNÇÃO TÉRMICA.

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

+ FUNÇÃO DE RADIOATIVIDADE

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

+ ENTROPIA REVERSÍVEL

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

FUNÇÃO DE CONDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

ENERGIA DE PLANCK

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M......$

ΤDCG

X

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x
sistema de dez dimensões de Graceli +
DIMENSÕES EXTRAS DO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.[como, spins, posicionamento, afastamento, ESTRUTURA ELETRÔNICA, e outras já relacionadas]..
DIMENSÕES DE FASES DE ESTADOS DE TRANSIÇÕES DE GRACELI.
x

sistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia. [estados de transições de fases de estados de estruturas, quântico, fenomênico, de energias, e dimensional [sistema de estados de Graceli].

x
TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
X
T l   T l    E l      Fl        dfG l

N l   El             tf l

P l   Ml           tfefel

Ta l   Rl

         Ll

D

a temperatura neutrónica característica de um neutrão livre (com energias de alguns MeV) é de várias dezenas de milhões de graus Celsius.

Moderação é o processo de redução da elevada energia cinética inicial do neutrão livre. Como a energia se conserva, esta redução de energia cinética do neutrão dá-se mediante a transferência dessa energia para um material conhecido como moderador. O processo é também conhecido como abrandamento do neutrão, já que uma redução da energia implica uma redução na velocidade.

A probabilidade de dispersão de um neutrão por um núcleo é dada pela secção eficaz nuclear. As primeiras duas colisões com o moderador podem ter energias suficientemente altas para excitar os núcleos do moderador. Tais colisões são inelásticas, já que alguma da energia cinética é transformada em energia potencial por excitação de alguns graus de liberdade internos do núcleo, formando um estado excitado. À medida que a energia do neutrão é diminuida, as colisões tornam-se predominantemente elásticas, i.e., a energia cinética total e o momento do sistema (formado pelo neutrão e pelo núcleo) são conservados.

Dado que os neutrões têm muito menor massa em comparação com a maior parte dos núcleos atómicos, o meio mais eficiente de lhes remover energia cinética é pela escolha de um núcleo moderador que tenha massa aproximadamente igual.

Colisão elástica de massas iguais

Uma colisão de um neutrão, que tem massa 1, com um núcleo ¹H (um protão) pode resultar na perda de toda a energia daquele numa só colisão frontal. Mais genericamente, é necessário levar em consideração não apenas as colisões frontais mas também as oblíquas (onde as velocidades fazem ângulos entre si diferentes de 180°). A redução média logarítmica de energia do neutrão por colisão,

\xi

, depende apenas da massa atómica do núcleo,

A

, e é dada por:

\xi =\ln {\frac {E_{0}}{E}}=1+{\frac {(A-1)^{2}}{2A}}\ln \left({\frac {A-1}{A+1}}\right)

.^[2]

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL Do SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

[EQUAÇÃO DE DIRAC].

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

+ FUNÇÃO TÉRMICA.

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

+ FUNÇÃO DE RADIOATIVIDADE

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

+ ENTROPIA REVERSÍVEL

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

FUNÇÃO DE CONDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

ENERGIA DE PLANCK

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M......$

ΤDCG

X

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
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sistema de dez dimensões de Graceli +
DIMENSÕES EXTRAS DO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.[como, spins, posicionamento, afastamento, ESTRUTURA ELETRÔNICA, e outras já relacionadas]..
DIMENSÕES DE FASES DE ESTADOS DE TRANSIÇÕES DE GRACELI.
x

sistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia. [estados de transições de fases de estados de estruturas, quântico, fenomênico, de energias, e dimensional [sistema de estados de Graceli].

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TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
X
T l   T l    E l      Fl        dfG l

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D

Este resultado pode ser sujeito a aproximações, obtendo-se a forma simples

\xi \simeq {\frac {2}{A+1}}

.^[3]

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL Do SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

[EQUAÇÃO DE DIRAC].

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

+ FUNÇÃO TÉRMICA.

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

+ FUNÇÃO DE RADIOATIVIDADE

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

+ ENTROPIA REVERSÍVEL

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

FUNÇÃO DE CONDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

ENERGIA DE PLANCK

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M......$

ΤDCG

X

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
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sistema de dez dimensões de Graceli +
DIMENSÕES EXTRAS DO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.[como, spins, posicionamento, afastamento, ESTRUTURA ELETRÔNICA, e outras já relacionadas]..
DIMENSÕES DE FASES DE ESTADOS DE TRANSIÇÕES DE GRACELI.
x

sistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia. [estados de transições de fases de estados de estruturas, quântico, fenomênico, de energias, e dimensional [sistema de estados de Graceli].

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TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
X
T l   T l    E l      Fl        dfG l

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D

Desta expressão pode-se deduzir

n

, o número esperado de colisões do neutrão com núcleos de determinado tipo, número esse que é o necessário para reduzir a energia cinética do neutrão de

E_{0}

para

E

:n={\frac {1}{\xi }}(\ln E_{0}-\ln E)

.^[3]

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL Do SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

[EQUAÇÃO DE DIRAC].

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

+ FUNÇÃO TÉRMICA.

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

+ FUNÇÃO DE RADIOATIVIDADE

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

+ ENTROPIA REVERSÍVEL

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

FUNÇÃO DE CONDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

ENERGIA DE PLANCK

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M......$

ΤDCG

X

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
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DIMENSÕES EXTRAS DO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.[como, spins, posicionamento, afastamento, ESTRUTURA ELETRÔNICA, e outras já relacionadas]..
DIMENSÕES DE FASES DE ESTADOS DE TRANSIÇÕES DE GRACELI.
x

sistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia. [estados de transições de fases de estados de estruturas, quântico, fenomênico, de energias, e dimensional [sistema de estados de Graceli].

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TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
X
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D

Neutrões (vermelho) em equilíbrio térmico com um moderador hipotético de núcleos livres de hidrogénio (azul) e por eles sofrendo espalhamento elástico. Os núcleos ganham movimento termicamente activado, transferindo energia cinética uns aos outros. Como os neutrões têm essencialmente a mesma massa que os protões, e nesta animação não estão incluidas as absorções dos neutrões por parte dos núcleos, a distribuição de velocidades de ambos os tipos de partículas seria adequadamente descrita pela distribuição de Maxwell-Boltzmann.

Escolha de materiais moderadores[editar | editar código-fonte]

Alguns núcleos têm maiores secção eficaz de absorção do que outros, o que remove neutrões livre do fluxo. Consequentemente, um critério suplementar para um moderador eficiente consiste na escolha de um material para o qual este parâmetro seja reduzido. A eficiência moderadora dá a razão entre as secções eficazes de dispersão (

\Sigma _{s}

) pesadas por

\xi

, e as secções eficazes de absorção

\Sigma _{a}

, ou seja:

{\frac {\xi \Sigma _{s}}{\Sigma _{a}}}

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL Do SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

[EQUAÇÃO DE DIRAC].

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

+ FUNÇÃO TÉRMICA.

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

+ FUNÇÃO DE RADIOATIVIDADE

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

+ ENTROPIA REVERSÍVEL

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

FUNÇÃO DE CONDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

ENERGIA DE PLANCK

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M......$

ΤDCG

X

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x
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DIMENSÕES EXTRAS DO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.[como, spins, posicionamento, afastamento, ESTRUTURA ELETRÔNICA, e outras já relacionadas]..
DIMENSÕES DE FASES DE ESTADOS DE TRANSIÇÕES DE GRACELI.
x

sistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia. [estados de transições de fases de estados de estruturas, quântico, fenomênico, de energias, e dimensional [sistema de estados de Graceli].

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TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
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^[2] Para um composto moderador constituido por mais do que um elemento, como por exemplo água leve ou pesada, é necessário levar em conta os efeitos moderador a absorvedor do isótopo de hidrogénio e do átomo de oxigénio no cálculo de

\xi

. Para trazer um neutrão de uma energia de fissão

E_{0}=2

MeV para

E=1

eV requer um

n

esperado de 16 e 29 colisões para H₂O e D₂O, respectivamente. Assim, os neutrões são mais rapidamente moderados por água leve, já que o hidrogénio têm

\Sigma _{s}

francamente superior. No entanto, têm também um

\Sigma _{a}

superior, pelo que a eficiência moderadora é cerca de 80 vezes maior para água pesada do que para água leve.^[2]

O moderador ideal tem massa reduzida, elevada secção eficaz de dispersão, e baixa secção eficaz de absorção.

sábado, 2 de novembro de 2019

Moderação[editar | editar código-fonte]

Escolha de materiais moderadores[editar | editar código-fonte]