Las pulgas de combustible son partículas microscópicas calientes de combustible nuclear nuevo o gastado . Si bien son pequeños, tienden a ser intensamente radiactivos . Las partículas de combustible, de un tamaño de aproximadamente 10 micrómetros, son una fuerte fuente de radiación beta y gamma y una fuente más débil de radiación alfa . La disparidad entre la radiación alfa y beta (la actividad alfa es típicamente de 100 a 1000 veces más débil que la beta, por lo que la partícula pierde muchas más partículas cargadas negativamente que las cargadas positivamente) conduce a la acumulación de carga electrostática positiva en la partícula, lo que hace que la partícula " saltar "de una superficie a otra y fácilmente volar.
Las pulgas combustibles son típicamente ricas en uranio 238 y contienen una gran cantidad de productos de fisión insolubles . Debido a su alta actividad beta, pueden ser detectados por un contador Geiger . Su salida gamma puede permitir el análisis de su composición isotópica (y por lo tanto su edad y origen) mediante un espectrómetro de rayos gamma .
Las pulgas combustibles pueden ser muy peligrosas si se incrustan dentro del cuerpo de una persona, pero generalmente no se consideran más peligrosas que una cantidad igual de material radiactivo distribuido uniformemente por todo el cuerpo. [1] Una excepción sería si la pulga estuviera incrustada en un órgano particularmente vulnerable como la córnea del ojo o si se inhalara en los pulmones. [2] [3]
La causa más probable de las pulgas de combustible es cuando el revestimiento que rodea al combustible nuclear se rompe o agrieta (lo que se conoce como "falla del pasador de combustible"), lo que permite que las partículas de combustible escapen y que el refrigerante entre en la barra de combustible, lo que acelera aún más el proceso. En los reactores refrigerados por agua, esto puede deberse a la reacción del revestimiento de aleación de circonio con el agua de refrigeración, que produce hidrógeno . El hidrógeno se puede absorber en el material de revestimiento, lo que resulta en fragilización por hidrógeno . El revestimiento quebradizo es menos dúctil y más susceptible a agrietarse. Este proceso se evita en los reactores modernos controlando cuidadosamente los conjuntos combustibles, limitando la vida útil del combustible y utilizando aleaciones desarrolladas para resistir la formación de hidruros.
Referencias
- ^ Efectos sobre la salud de las partículas emisoras de alfa en el tracto respiratorio. Oficina de Programas de Radiación de la EPA 1976.
- ^ Discusión de partículas calientes sobre la lluvia radiactiva de Fukushima en UC Berkeley - http://www.nuc.berkeley.edu/node/4459 Archivado 2011-06-29 en Wayback Machine
- ^ Algunos artículos sugieren una probabilidad de 1 en 10 a 1 en 2 de una lesión por partícula caliente inhalada - http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/28/061/28061202.pdf