El Efecto Wigner
Este efecto es un efecto muy curioso (y peligroso) que se da en moderadores que están formados por una estructura cristalina (berilio y grafito, especialmente este último).
Los neutrones de alta velocidad (los que se producen tras el bombardeo alfa a elementos ligeros y especialmente los producidos en una fisión) tienen mucha energía cinética, a veces de hasta 10 MeV.
En un moderator, estos neutrones chocan contra átomos ligeros, perdiendo así energía hasta ser neutrones térmicos.
Pero en cada choque, los neutrones pueden desplazar a ese átomo.
El grafito, por ejemplo, tiene esta estructura cristalina:
Si un neutrón choca contra un átomo de Carbono, este quedará desencajado, saldrá fuera de su estructura. ¿Y que es lo que pasa con este átomo?Muy simple: que "guardará" parte de la energía cinética que le a dado el neutrón. Es como la energía potencial: un objeto, por el simple hecho de estar de 10 m de altura del suelo, tiene más energía que otro que esté a 5 m de altura.
Si tenemos un bloque de grafito actuando de moderador de un flujo de neutrones de alta velocidad, ese grafito irá guardando una energía que puede resultar muy peligrosa, ya que se puede disparar toda de golpe, causando una gran explosión como el fuego de Windscale.
¿Como evitarlo? Muy simple: teniendo ese bloque de grafito a gran temperatura. Al contrario de lo que pueda parecer, si está a alta temperatura el efecto Wigner no pueder aparecer porque los átomos tienen más libertad y se pueden reodenar sin problemas, sin que se acumule la energía. En el grafito es un mínimo de 250 ºC.
Por supuesto, a altas temperaturas cuidado con el grafito: en contacto con oxígeno puede explotar, como pasó en Chernobyl.
Si teneis en casa un bloque de grafito usado como moderador, no pasa nada, a no ser que vuestro flujo de neutrones sea alto (me refiero a más de 10^5 neutrones/min durante un tiempo prolongado).
Mario Pedraza
Electrónica del Estado Sólido
Sección 2
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