Energia nucleare

La fissione nucleare rilascia una grande quantità di energia termica, consentendo la generazione di elettricità di una turbina a vapore. Il combustibile nucleare è tipicamente un nuclide fissile, come l'uranio-235, che produce in media più di un neutrone per fissione. I neutroni veloci, rilasciati dalla fissione, devono essere rallentati dai moderatori di neutroni, perché i neutroni termici iniziano le reazioni a catena nel combustibile fissile in modo più efficiente.

L'acqua è un buon moderatore, perché i nuclei di idrogeno e i neutroni hanno dimensioni comparabili, garantendo che i neutroni perdano una notevole energia cinetica nella collisione. L'acqua pesante è anche meglio, poiché il deuterio ha già un neutrone ed è improbabile che ne assorba un altro. I moderatori funzionano anche come riflettori di neutroni per mantenere i neutroni nel nucleo in una distribuzione uniforme.

Poiché la fissione spontanea dell'uranio 235 o 238 è imprevedibile, una sorgente di neutroni viene installata in un reattore per garantire l'avvio controllato della reazione a catena. Lo stato della reazione a catena è descritto dal fattore di moltiplicazione dei neutroni, k:il rapporto fra il numero di ne