* 天然ウラン: 核分裂性ウラン-235のわずかな割合(0.7%)のみが含まれています。残りは主にウラン-238であり、核分裂性ではなく、中性子を捕捉できます。
* モデレーション: 核分裂中に放出される中性子は、エネルギーが大きすぎてウラン-235でさらなる核分裂を引き起こすことができません。それらは、より低いエネルギーレベルまで減速(モデレート)する必要があります。
* 重水(D₂O): 水素の重い同位体である重水素は、重水で見られます。中性子を大幅に吸収せずに効果的に遅くします。これにより、ほとんどの中性子が核分裂に利用できるため、天然ウランとの連鎖反応が可能になります。
他のモデレーターではないのはなぜですか?
* 軽水(H₂O): 軽い水は、大水よりも容易に中性子を吸収し、天然のウラン反応器の効率が低下します。
* グラファイト: グラファイトはモデレーターとして効果的ですが、「グラファイトモデレートされた反応器の不安定性」と呼ばれる現象により、反応器の不安定性のリスクも生じる可能性があります。
* その他の材料: ベリリウムのような他の材料は、天然ウラン反応器のモデレーターとしてあまり一般的ではありません。
要約: 重水の高い中性子緩和能力と低中性子吸収は、天然ウランを使用した原子炉に最適な選択となります。