UO2 es una cerámica: piense en cuchillos de cerámica. Es bastante resistente, tiene un alto punto de fusión, capacidades de transferencia de calor decentes. Dudo en decir barato, ya que, al menos en un momento, el costo de fabricar un conjunto de combustible era aproximadamente 3/11 del costo; los otros 8/11 eran el costo del uranio enriquecido. Digamos que el costo es aceptable.
La fisión y la fusión producen mucha energía. En general, tomamos ese calor y lo transferimos a un refrigerante que impulsa directa o indirectamente una turbina.
Podemos formar el UO2 en cilindros pequeños, aproximadamente del tamaño de un filtro en un cigarrillo con filtro. Luego coloque los cilindros en un tubo que sea un poco más grande que los cilindros (en radio). Estas están cerradas por soldadura en los extremos y forman una barra de combustible. Antes de soldar, los espacios del tubo se llenan con helio, que es un buen conductor de calor.
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Un reactor tiene miles de estas barras de combustible largas y delgadas. Hay una gran cantidad de superficie en barras de combustible de 20,000, 12 pies de largo, 0.360 pulgadas de diámetro exterior. Mucha superficie para transferir el calor de la reacción de fisión al refrigerante de agua que fluye por la barra de combustible.
La barra de combustible, salvo TMI o Fukushima, también sirve como una barrera confiable utilizada para contener los productos de fisión (que son altamente radiactivos). Los gránulos de cerámica también contienen muchos de los productos de fisión, dependiendo en parte del accidente que se esté analizando.
Las barras de combustible están fijadas en conjuntos de combustible, cada una con puntajes de un par de cientos de barras de combustible cada una. Cuando se gasta el combustible, estos pueden retirarse del núcleo y reemplazarse con combustible nuevo en un apagado que generalmente dura aproximadamente un mes, algunas plantas europeas repostan en un par de semanas.
Mientras la planta está apagada, los sistemas y el reactor están bastante calientes, pero no lo suficientemente calientes como para evitar que se realice el trabajo … el nivel de radiactividad es alto, pero obviamente no tan alto como lo sería si los productos de fisión no estuvieran contenidos (lo que haría es mucho más difícil trabajar en el interior del reactor).
Bueno, volviendo a la pregunta, UO2 nos permite hacer un pequeño paquete agradable. Para sustituir algo más, tiene que ser mejor que esto. Tenemos que poder hacer un reactor con él. Contener los productos de fisión, transferir el calor, mantener la planta, repostar rápidamente.