La historia del desarrollo de los reactores reproductores
Desafortunadamente, las cantidades de uranio-235 y plutonio-239 que se encuentran naturalmente son realmente minúsculas, y aunque la cantidad de uranio-235 es considerable, también es bastante rara. En cualquier muestra de uranio natural, sólo siete de cada mil átomos de uranio son uranio-235, y el resto son uranio-238.
El uranio-238 es el tipo más común de uranio, pero no es un combustible nuclear práctico. El uranio-238 también puede fisionarse bajo la influencia de neutrones, pero sólo los neutrones rápidos pueden hacerlo. Esos uranio-238 divididos por la mitad producirán algunos neutrones lentos, que no son lo suficientemente lentos como para causar más fisión. El uranio-238 se puede comparar con la madera húmeda: puedes quemarla, pero eventualmente se quemará.
Sin embargo, supongamos que el uranio 235 se separa del uranio 238 (esta es una tarea muy difícil) y el uranio 235 se utiliza para construir un reactor nuclear. En este momento, los átomos de uranio 235 que forman el. Se producirá fisión del combustible del reactor y se emitirán innumerables neutrones lentos en todas direcciones. Si el reactor está rodeado por una carcasa hecha de uranio ordinario (la mayor parte del cual es uranio-238), los neutrones disparados hacia la carcasa serán absorbidos por el uranio-238. Estos neutrones no pueden forzar la fisión del uranio-238, pero provocarán otros cambios en el uranio-238 y finalmente producirán plutonio-239. Si se separa el plutonio-239 del uranio (una tarea bastante sencilla), se puede utilizar como combustible nuclear práctico.
Un reactor que puede producir combustible nuevo de esta manera para reemplazar el combustible usado es un reactor reproductor. Un reactor reproductor adecuadamente diseñado puede producir más plutonio-239 del que consume uranio-235. Utilizando este enfoque, todo el uranio de la Tierra (no sólo el raro uranio 235) puede convertirse en una fuente potencial de combustible.
El torio natural está compuesto íntegramente de torio-232. El torio-232, al igual que el uranio-238, no es un combustible nuclear práctico porque requiere neutrones rápidos para fisionarse.
Sin embargo, si se coloca torio 232 en la capa que rodea un reactor nuclear, los átomos de torio 232 absorberán los neutrones lentos y, aunque no se fisionarán, eventualmente se convertirán en átomos de uranio 233. Dado que el uranio-233 es un combustible práctico que puede separarse fácilmente del torio, el resultado es otro reactor reproductor que convertiría los recursos de torio existentes en la Tierra en combustible nuclear potencial.
La cantidad total de uranio y torio en la Tierra es aproximadamente 800 veces mayor que la cantidad de uranio-235 solo. Esto significa que si se utilizan correctamente los reactores reproductores, la energía potencial de la Tierra puede aumentar 800 veces mediante centrales nucleares de fisión.