Escobedo Galván, Claudia Rafaela; Vega Carrillo, Héctor René; Dávila Hernández, Víctor
Resumen:
Se diseño un mini reactor nuclear subcrítico formado por un medio moderador de agua
ligera, uranio como combustible, una fuente isotópica de neutrones de 239PuBe. El
diseño se hizo mediante métodos Monte Carlo con el código MCNP5 en el cuál se
modeló el uranio en un arreglo de cilindros huecos concéntricos de 8.5, 14.5, 20.5 26.5,
32.5 cm de radio interno y 3 cm de espesor, de 36 cm de altura. Se hicieron diferentes
modelos desde un solo cilindro de combustible (Uranio natural) hasta cinco. En el
centro del mini reactor se ubicó la fuente de neutrones de 239PuBe, en cada arreglo se
puso agua como moderador. Se usaron las bibliotecas de secciones eficaces ENDF/VI y
el número de historias fue lo suficientemente grande para garantizar una incertidumbre
menor al 3 %. Para cada caso se calculó el factor de multiplicación efectivo keff, el
factor de amplificación y la potencia. Se Calcularon en los diferentes casos, en el
exterior del mini reactor la dosis equivalente ambiental H*(10). El valor de la keff , el
factor de amplificación (ν) y la potencia (P) se relacionan directamente con el número
de cilindros de Uranio como combustible. A pesar de que la energía promedio de los
neutrones del 239PuBe está entre 4.5 y 5 MeV, en el caso del mini reactor para uno
cilindro, en el espectro de neutrones no existe la presencia de neutrones térmicos, por lo
que las fisiones producidas son con neutrones rápidos, y en los diseños de dos y tres
anillos, el espectro de neutrones muestra la presencia de neutrones térmicos, sin
embargo las fisiones que se están generando son con neutrones rápidos, finalmente en
los casos cuatro y cinco la cantidad del moderador es suficiente para termalizar los
neutrones y así producir la fisión. El valor máximo para la keff fue de 0.82, este valor se
aproxima bastante al ensamble de la UAZ que genera una keff de 0.86. De acuerdo a las
normas de seguridad y protección radiológica para los diseños del mini reactor de uno,
dos y tres cilindros cumplen con la seguridad establecida, mientras para los diseños de
cuatro y cinco cilindros no cumplen.