REACTOR NUCLEAR

EXPERIMENTAL CHILENO Nº1

RECH-1

¿ Q U É E S U N R E A C T O R N U C L E A R E X P E R I M E N T A L ?

Los Reactores Nucleares Experimentales o Reactores de Investigación son instalaciones donde se producen y se da utilidad a los neutrones que se obtienen de las sucesivas fisiones nucleares generadas en su interior, lo que permite desarrollar actividades y aplicaciones científicas y tecnológicas.

¿ C U Á L E S S O N L A S P R I N C I P A L E S C A R A C T E R Í S T I C A S D E L R E C H - 1 ?

El reactor nuclear está alojado en un edificio de concreto reforzado, mantenido a una presión levemente menor que la atmosférica, lo que asegura un ambiente confinado. La piscina del reactor es de concreto armado de alta densidad de 1,7 metros de espesor, que actúa como blindaje.

El núcleo del reactor, que genera hasta 5 millones de Watts de potencia, está formado por elementos combustibles, que contienen uranio enriquecido y está ubicado en el fondo de la piscina de 10 metros de profundidad.

El elemento combustible está formado por dieciséis placas planas, con dispersión de un compuesto de uranio en aluminio, con un delgado recubrimiento de aluminio por ambas caras.

Los neutrones generados por el reactor, se producen por la fisión del Uranio 235. La energía de dichos neutrones es muy alta (neutrones rápidos) y debe ser disminuida (moderada) mediante el choque de los mismos con las moléculas del agua contenida en la piscina. Estos neutrones de baja energía son llamados neutrones térmicos.

Para controlar la reacción nuclear de fisión, se dispone de unas Placas de Control fabricadas en Cadmio, que absorben neutrones térmicos. Las Placas cuando están insertadas en el núcleo, lo mantienen apagado y cuando son extraídas en algún porcentaje, permiten alcanzar la potencia nominal del reactor.

¿ E S S E G U R A L A O P E R A C I Ó N D E L R E C H - 1 ?

La confiabilidad y seguridad del reactor se basa en sus procedimientos de operación y en la existencia de circuitos automáticos, que previenen la ocurrencia de cualquier situación potencialmente peligrosa y evitan acciones que puedan llevar al reactor a condiciones inseguras. Sus sistemas de protección, limitan las consecuencias de un incidente o accidente.

El Reactor y su personal, cuentan con autorización de operación emitida por el Departamento de Seguridad Nuclear y Radiológica de la CCHEN, que avalan la seguridad de la instalación y la capacidad del personal para operar el Reactor.

¿ P A R A Q U É S E U T I L I Z A E L R E A C T O R E X P E R I M E N T A L R E C H - 1 ?

Los neutrones térmicos se comportan como pequeñas ondas que permiten examinar materiales a escala atómica. Además, sus propiedades físicas permiten efectuar una variedad de actividades de investigación y aplicaciones tecnológicas.

Algunas de las técnicas disponibles en el RECH-1 son:

Radiografías con Neutrones (Neutrografías)

La neutrografía permite distinguir materiales de similar densidad o propiedades físicas, esta resulta

útil para destacar compuestos hidrogenados en combinación con metales. Asociada con otras técnicas, proporciona información para comprender el mal funcionamiento de mecanismos.

Las imágenes son específicas o complementarias de la radiografía clásica y ambos métodos tienen el mismo dominio de uso. La neutrografía se utiliza, entre otras cosas, para identificar la presencia de aceite solidificado en perforaciones y conductos de lubricación, detección de corrosión, inspección de dispositivos pirotécnicos, fallas de sellos, análisis de humedad en materiales de construcción y análisis dimensional e inspección de piezas arqueológicas.

Difractómetro de Neutrones

La difracción de neutrones es el mejor medio para obtener información estructural detallada a nivel atómico en muchas clases de materiales.

La aplicación más generalizada es la determinación de estructuras cristalinas de materiales e investigar algunos fenómenos que afectan a la estructura. Esta información sirve para entender las propiedades de materiales de interés científico y tecnológico, tales como, materiales magnéticos, superconductores de alta temperatura, cerámicos, minerales y conductores iónicos.

La dispersión de neutrones ocurre preferentemente en el núcleo atómico.

Scattering Difuso

Este instrumento es complementario al difractómetro de neutrones y permite determinar desviaciones promedio de la estructura cristalina regular y defectos en sólidos simples.

Permite también observar algunos efectos de la estructura vibracional del sólido sobre el scattering.

La electrónica de control del instrumento permite colectar y analizar la información simultánea de 14 detectores de neutrones instalados en un banco de medición, más dos cámaras de fisión para calibración y un detector frontal.

Perfilamiento en Profundidad por Neutrones

El instrumento NDP (Neutron Depth Profiling) utiliza el haz de neutrones para la evaluación, no destructiva, de la distribución y concentración de elementos livianos en función de la profundidad en sólidos. Los elementos más fácilmente observables son el litio, boro, berilio y sodio.

Tiene aplicaciones prácticas en óptica y en ciencia de los materiales, tales como polímeros, aleaciones de metales y en materiales microelectrónicos.

Análisis por Espectroscopia Prompt-Gamma

Técnica instrumental no destructiva complementaria al análisis por activación neutrónica. Es útil para revelar la presencia de elementos que no generan productos radiactivos después de absorber un neutrón, pero sí emiten rayos gamma en el instante de la captura neutrónica. El fundamento de la técnica es la medición de la radiación gamma característica de cada elemento. La energía permite identificar a los elementos, mientras que la intensidad del pulso a esa energía revela su concentración.

La técnica es un método analítico, útil y confiable, para medir, simultáneamente, concentraciones entre 15 y 25 elementos en diversas matrices.

Las principales aplicaciones están en la agricultura, biología,medioambiente y geología.

Análisis por Activación Neutrónica

Es una técnica nuclear de análisis químico. Permite la determinación cuantitativa de un gran número de elementos y presenta considerables ventajas frente a otros métodos analíticos.

Sus ventajas: Es una técnica instrumental no destruc-tiva, entrega información multielemental, el estado físico y químico de los elementos no influye en el resultado final y es una técnica útil para el análisis de trazas.

Consta de tres etapas: la primera consiste en irradiar con neutrones la muestra en el núcleo del reactor, la segunda consiste en la obtención de los espectros gamma de las muestras radiactivas y en la tercera, los espectros gamma son procesados para obtener valores de concentración.

Producción de Radioisótopos

Los radioisótopos se producen en el núcleo del reactor. Una vez terminada la irradiación el material se lleva al Laboratorio de Producción de Radioisótopos donde se procesa para darle su estado final. La mayoría de los radioisótopos producidos son emisores beta y/o gamma.

Los radioisótopos producidos en la CCHEN, son de vida media relativamente corta, de gran uso en la medicina, industria, agricultura e investigación.

¿ D Ó N D E S E E N C U E N T R A E L R E C H - 1 ?

El Reactor Nuclear de Investigación RECH-1 opera, desde el año 1974, en el Centro de Estudios Nucleares La Reina, ubicado en Avenida Nueva Bilbao 12.501, comuna de Las Condes.

¿ Q U I É N E S P U E D E N U T I L I Z A R E S T A S T É C N I C A S ?

Los instrumentos e instalaciones experimentales del RECH-1, pueden ser utilizados por investigadores, técnicos y profesionales del sector público y privado, en diversos temas relacionados con investigación básica y aplicaciones tecnológicas.

P A R A M Á S I N F O R M A C I Ó N

La Información general sobre las actividades del RECH-1 están disponibles en el sitio web de la CCHEN, www.cchen.gob.cl.

Para consultas relativas a los servicios del RECH-1, se debe solicitar asistencia en línea al teléfono 24702541. También se puede solicitar información, a través de la Oficina de Informaciones Reclamos y Sugerencias, OIRS, oirs@cchen.gob.cl

LOS INSTRUMENTOS E INSTALACIONES EXPERIMENTALES DEL REACTOR

RECH-1 PUEDEN SER UTILIZADAS POR INVESTIGADORES Y POR LA

INDUSTRIA EN GENERAL, EN DIVERSOS TEMAS RELACIONADOS CON

INVESTIGACIÓN BÁSICA Y APLICACIONES TECNOLÓGICAS.

C E N T R O D E E S T U D I O S N U C L E A R E S L A R E I N A

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