Os processos de moderação de nêutrons em reatores térmicos têm como objetivo provocar perda da energia dos nêutrons por colisões de espalhamento com o moderador.

Sabendo-se que os nêutrons nascidos da fissão nuclear possuem, em média, energia de 2MeV, e que, em cada colisão de nêutron com o moderador haja uma perda de 50% de sua energia, qual é o número, aproximadamente, de colisões, n_c , com o moderador para que a energia final do nêutron seja 1eV?

Dado
!$ \ell !$n(2) = 0,693
!$ \ell !$n(5) = 1,609
!$ \ell !$n(10) = 2,302

Abaixo, está representada uma reação de fissão.

!$ n + ^{235}_{92}U \rightarrow ^A_{56}X + ^{92}_Z Y + 3n !$

O número de massa (A) do átomo X e o número atômico (Z) do átomo Y são, respectivamente:

Atualmente, há mais de 440 reatores nucleares em operação. Dentre esses reatores, destacam-se: PWR, BWR, CANDU e AGR.

Os materiais que são utilizados para remover o calor do núcleo desses reatores durante a operação são, respectivamente:

Usando-se a definição do fator de multiplicação efetivo, k, e admitindo-se que inicialmente existiam N₀ nêutrons no reator, o número de nêutrons, após n gerações, é

Os reatores nucleares do tipo PWR representam a tecnologia de reatores mais difundida no mundo, respondendo por, aproximadamente, 60% dos reatores nucleares em operação.

Os reatores do tipo PWR, em condições normais de operação, caracterizam-se por utilizarem o(a)

A seção de choque microscópica de captura, na região de ressonâncias resolvidas, é devidamente representada pela seguinte fórmula de Briet-Wigner:

A técnica de ativação neutrônica pode ser empregada a partir de reatores de pesquisa, sujeitando a amostra a um fluxo de nêutrons com o objetivo de descobrir a composição química da amostra. Uma amostra sem nenhum radionuclídeo é exposta a um fluxo de nêutrons, !$ \phi !$₀m⁻²s^-1, produzindo uma única espécie de radionuclídeo a uma taxa constante de R₀s^-1.

Qual é o tempo necessário para que essa amostra alcance 80% da sua atividade máxima?

Uma forma simples para o cálculo do fator de multiplicação consiste em utilizar a fórmula dos seis fatores, que são os apresentados a seguir.

I - fator de fissão rápida (!$ \varepsilon !$)

II - probabilidade de não fuga rápida (!$ p_{nfr} !$)

III - probabilidade de escape da ressonância (!$ p_e !$)

IV - probabilidade de não fuga térmica (!$ p_{nft} !$)

V - fator de utilização térmica (!$ f_t !$)

VI - fator de reprodução térmica (!$ \eta_t !$)

Sob a condição de meio infinito, o fator de multiplicação fica

Um modelo simples da cinética de reatores que permite avaliar o crescimento da população de nêutrons em função do tempo, utilizando apenas nêutrons prontos, é dado por

Dado
!$ N_0 !$- População inicial de nêutrons no reator;
!$ k !$ - Fator de multiplicação de nêutrons;
!$ \rho !$ - Reatividade;
!$ l !$ - Tempo de vida dos nêutrons prontos.

Ao representar a função y = x^0,5 em um sistema de eixos ortogonais com escalas logarítmicas (escala log-log), obtém- se um gráfico que é uma