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OBJETIVOS DE FUNCIÓN ÔProducción de calor para la generación de energía eléctrica. ÔUtilización de combustible nuclear en vez de combustibles fósiles para su operación. ÔProducción de plutonio, utilizado para la fabricación de combustible de otros reactores o de armamento nuclear. ÔCreación de diversos isótopos radiactivos, como el americio utilizado en los detectores de humo, o el cobalto-60 y otros que se utilizan en los tratamientos médicos.

FISIÓN NUCLEAR La fisión nuclear es una reacción en la cual al hacer incidir neutrones sobre un núcleo pesado, éste se divide en dos núcleos, liberando una gran cantidad de energía y emitiendo dos o tres neutrones. El proceso de fisión es posible por la inestabilidad que tienen los núcleos de algunos isótopos de elementos químicos de alto número atómico, como por ejemplo el uranio 235, debido a la relación existente entre el número de partículas de carga eléctrica positiva (protones) y el número de partículas nucleares de dichos núcleos (protones y neutrones).

FUSIÓN NUCLEAR La fusión nuclear es la reacción en la que dos núcleos muy ligeros, en general el hidrógeno y sus isótopos, se unen para formar un núcleo más pesado y estable, con gran desprendimiento de energía. Para que se produzca la fusión, es necesario que los núcleos cargados positivamente se aproximen venciendo las fuerzas electrostáticas de repulsión. En la Tierra, donde no se puede alcanzar la gran presión que existe en el interior del Sol, la energía necesaria para que los núcleos que reaccionan venzan las interacciones se puede suministrar en forma de energía térmica o utilizando un acelerador de partículas.

Ö UÉ ES UNA CENTRAL NUCLEAR? Una central nuclear o planta nuclear es una instalación industrial empleada para la generación de energía eléctrica a partir de energía nuclear. Se caracteriza por el empleo de combustible nuclear compuesto básicamente de material fisionable que mediante reacciones nucleares proporcionan calor que a su vez es empleado a través de un ciclo termodinámico convencional para producir el movimiento de alternadores que transforman el trabajo mecánico en energía eléctrica. Las instalaciones nucleares son construcciones complejas por la variedad de tecnologías industriales empleadas y por la elevada seguridad con la que se les dota. Las características de la reacción nuclear hacen que pueda resultar peligrosa si se pierde su control y prolifera por encima de una determinada temperatura a la que funden los materiales empleados en el reactor, así como si se producen escapes de radiación nociva por esa u otra causa.

REACTOR NUCLEAR Un reactor nuclear es una instalación capaz de iniciar, mantener y controlar las reacciones de fisión en cadena, con los medios adecuados para extraer el calor generado.

REACTOR NUCLEAR Un reactor nuclear consta de varios elementos, que tienen cada uno un papel importante en la generación del calor. Estos elementos son:   , formado por un material fisionable, generalmente un compuesto de uranio, en el que tienen lugar las reacciones de fisión, y por tanto, es la fuente de generación del calor.

El uranio tal como se encuentra en la naturaleza está formado por tres tipos de isótopos: uranio-238 (238U), uranio-235 (235U) y uranio-234 (234U). De cada gramo de uranio natural el 99,28 % de la masa es 238U, el 0,71% 235U y 0,005% 234U.

REACTOR NUCLEAR   , que hace disminuir la velocidad de los neutrones rápidos, llevándolos a neutrones lentos o térmicos. Este elemento no existe en los reactores denominados rápidos. Se emplean como materiales moderadores el agua , el grafito y el agua pesada.    , que extrae el calor generado por el combustible del reactor. Generalmente se usan refrigerantes líquidos, como el agua ligera y el agua pesada, o gases como el anhídrido carbónico y el helio.   , que permite reducir el escape de neutrones de la zona del combustible, y por tanto disponer de más neutrones para la reacción en cadena. Los materiales usados como reflectores son el agua, el grafito y el agua pesada.

REACTOR NUCLEAR      , que actúan como absorbentes de neutrones, permiten controlar en todo momento la población de neutrones, y por tanto, la reactividad del reactor, haciendo que sea crítico durante su funcionamiento, y subcrítico durante las paradas. Los elementos de control tienen formas de barras, aunque también pueden encontrarse diluido en el refrigerante.    !, que evita el escape de radiación gamma y de neutrones del reactor. Los materiales usados como blindaje son el hormigón, el agua y el plomo.     , Cadmio o boro, hace que la reacción en cadena se pare. Son muy buenos absorbentes de neutrones. Generalmente se usan en forma de barras o bien disuelto en el refrigerante.

FUNCIONAMIENTO CENTRAL NUCLEAR

CENTRAL NUCLEAR


" Una de las ventajas de los reactores nucleares actuales es que casi no emiten contaminantes al aire (aunque periódicamente purgan pequeñas cantidades de gases radiactivos), y los residuos producidos son muchísimo menores en volumen y más controlados que los residuos generados por las plantas alimentadas por combustibles fósiles. En esas centrales térmicas convencionales que utilizan combustibles fósiles (carbón, petróleo o gas), se emiten gases de efecto invernadero (CO2 principalmente), gases que producen lluvia ácida (SO2 principalmente), carbonilla, metales pesados, miles de toneladas anualmente de cenizas, e incluso material radiactivo natural concentrado (NORM). En una central nuclear los residuos sólidos generados son del orden de un millón de veces menores en volumen que los contaminantes de las centrales térmicas.

CENTRAL NUCLEAR 
" La percepción de peligro en la población proviene de varios factores: 1) accidente en una central atómica, 2) ataque terrorista, 3) peligrosidad de los residuos y su alto poder contaminante del medio ambiente, 4) basureros nucleares, 5) posible desviación de los residuos para la producción de armas de destrucción masiva. Los reactores nucleares generan residuos radiactivos. Algunos de ellos con un semiperiodo elevado, como el americio, el neptunio o el curio y de una alta toxicidad. Los detractores de la energía nuclear hacen hincapié en el peligro de esos residuos que duran cientos e incluso miles de años. Algunas centrales también sirven para generar material adicional de fisión (plutonio) que puede usarse para la creación de armamento nuclear. Dicho interés en la creación de dichas sustancias impone un diseño específico del reactor en detrimento de la ecología del mismo.

TIPOS DE REACTORES NUCLEARES Existen muchos tipos de centrales nucleares cada una con sus propias ventajas e inconvenientes. En primer lugar hay centrales basadas en fisión nuclear y en fusión nuclear, aunque estas se encuentran actualmente en fase experimental y son solo de muy baja potencia. Las centrales de fisión se dividen en dos grandes grupos: por un lado los reactores térmicos y por otro los rápidos. La diferencia principal entre estos dos tipos de reactores es que los primeros presentan moderador y los últimos no.

TIPOS DE REACTORES NUCLEARES *  m   # m      $% &'(), que emplea agua ligera como moderador y refrigerante; óxido de uranio enriquecido como combustible. El refrigerante circula a una presión tal que el agua no alcanza la ebullición, y extrae el calor del reactor, que después lleva a un intercambiador de calor, donde se genera el vapor que alimenta a la turbina. (Pressurized Water Reactor)

TIPOS DE REACTORES NUCLEARES     % &*(), que emplea elementos similares al anterior, pero ahora el refrigerante, al trabajar a menor presión, alcanza la temperatura de ebullición al pasar por el núcleo del reactor, y parte del líquido se transforma en vapor, el cual una vez separado de aquél y reducido su contenido de humedad, se conduce hacia la turbina sin necesidad de emplear el generador de vapor. (Boiling Water Reactor)

TIPOS DE REACTORES NUCLEARES    $ &+(), que emplea agua pesada como moderador. Existen versiones en las que el refrigerante es agua pesada a presión, o agua pesada en ebullición. Puede emplear uranio natural o ligeramente enriquecido como combustible. [Canadá deuterio uranio (CANDU)]

TIPOS DE REACTORES NUCLEARES   $  , - (), es un reactor que utiliza generalmente uranio enriquecido como combustible, un moderador sólido (como por ejemplo los átomos de carbono contenidos en el grafito), y como refrigerante un gas, por ejemplo CO2 o helio. (w
    )

TIPOS DE REACTORES NUCLEARES       $  &* .), su principal función es la producción de plutonio, y como subproducto genera energía eléctrica. Utiliza grafito como moderador y agua como refrigerante. Uranio enriquecido como combustible. Puede recargarse en marcha. Tiene un coeficiente de reactividad positivo. El reactor de Chernóbil era de este tipo. '           

TIPOS DE REACTORES NUCLEARES *  m   /'    0$   &1*), utilizan neutrones rápidos en lugar de térmicos para la consecución de la fisión. Como combustible utiliza plutonio y como refrigerante sodio líquido. (÷

   ) Tipo §, en el cual el refrigerante primario circula a través de intercambiadores de calor primario externos al tanque del reactor (pero dentro del escudo biológico) debido a la presencia de sodio-24 radiactivo en el refrigerante primario. Tipo  , en el cual los intercambiadores de calor primario y circuladores están inmersos en el tanque del reactor.

TIPOS DE REACTORES NUCLEARES

ACCIDENTES NUCLEARES Se califica de incidente o de accidente nuclear en función de su gravedad y de sus consecuencias sobre la población y el medio ambiente. Los accidentes radiológicos pueden suceder en una central nuclear o fuera, es decir, en un establecimiento que lleva a cabo una actividad nuclear (hospitales, laboratorios de investigación...) o bien debido a la pérdida de una fuente radiactiva, o bien por diseminación involuntaria o voluntaria de sustancias radiactivas en el medio ambiente. Para medir la gravedad de un acontecimiento, existe una escala internacional: escala INES (Y     
  ).

ACCIDENTES NUCLEARES

INES (Y     
  ).

ACCIDENTE DE CHERNÓBIL

ACCIDENTE DE CHERNÓBIL

CENTRALES NUCLEARES EN EL MUNDO

CENTRALES NUCLEARES EN EL MUNDO

CENTRALES NUCLEARES EN EL MUNDO 


(& )

17. Finlandia

4

2.721

63.236

18. Bulgaria

2

1.906

55

47.348

19. Brasil

2

1.901

4. Rusia

32

23.084

20. Hungría

4

1.880

5. Alemania

17

20.339

6. R. Corea

20

17.716

21. Sudáfrica

2

1.842

7. Ucrania

15

13.166

22. Eslovaquia

4

1.760

8. Canadá

18

12.679

9. Reino Unido

19

11.035

23. México

2

1.310

24. Rumanía

2

1.310

10. China

12

9.624

25. Argentina

2

935

11. Suecia

10

9.399

12. España

8

7.727

26. Eslovenia

1

696

13. Bélgica

7

5.943

14. India

19

4.183

27. Países Bajos

1

485

15. R. Checa

6

3.686

28. Pakistan

2

400

16. Suiza

5

3.252

29. Armenia

1

376

'2




(& )

1. Estados Unidos

104

101.216

2. Francia

58

3. Japón

'2

CRITERIOS DE SELECCIÓN Los criterios de diseño de las estructuras, sistemas y componentes se orientan al cumplimento de las funciones fundamentales contra el escape de sustancias radiactivas: Es necesario utilizar este tipo de centrales o existe una alternativa energética más sencilla. Por la finalidad del reactor. La demanda energética. Refrigeración del combustible. Sucesos externos que puedan afectar a la central. Impacto radiológico sobre la población y el medio ambiente de la zona. Costos de construcción y funcionamiento de la central. Cercanía que se tenga a un cuerpo de agua.

CUADROS COMPARATIVOS CENTRALES TÉRMICAS

NUCLEARES HIDROELÉCTRICAS El costo inversión y el costo Costo es alto El costo es alto funcionamiento es muy alto. Cuando el agua vuelve a su cauce original puede producir un Se alteran la flora y la fauna, enriquecimiento térmico de ese modificaciones en las En las emisiones hay un alto sumidero. Dependiendo de las concentraciones de oxígeno y contenido de material circunstancias se podría dar lugar también la posibilidad de particulado. a alteraciones ecológicas que cambios ecológicos en el propio pueden tener efectos beneficiosos, embalse y rio abajo indiferentes o perjudiciales según los casos. La fase de explotación produce un elevado riesgo de El riesgo de las centrales nucleares Los riesgos ocasionados por esta enfermedades respiratorias en se debe a la presencia y posible forma de energía se concentran los trabajadores, además de escape de las radiaciones y de los en los accidentes catastróficos otro tipo de enfermedades productos radioactivos producidos derivados del hundimiento de ocasionadas por inhalación de en el núcleo del reactor. presas o embalses. polvo procedente del proceso de extracción del carbón. Ocupan menos espacio que el resto Dimensión Media. Dimensión Grande. de las centrales.

CUADROS COMPARATIVOS

CUADROS COMPARATIVOS

RESUMEN Se define un reactor nuclear como una instalación capaz de iniciar, mantener y controlar las reacciones de fisión en cadena que tienen lugar en el núcleo del reactor, compuesto por el combustible, el refrigerante, los elementos de control, los materiales estructurales y el moderador en el caso de los reactores nucleares térmicos. Hay dos formas de diseñar un reactor nuclear: bien sea retardando los neutrones veloces o bien incrementando la proporción de átomos fisibles. Para la tarea de retardar los neutrones se emplea un moderador (agua ligera, agua pesada, grafito) y a los neutrones lentos resultantes se les denomina térmicos, de modo que los reactores basados en esta técnica se conocen como reactores térmicos, a diferencia de los que emplean neutrones veloces, denominados reactores rápidos. A la hora de construir un reactor, es necesario tener una masa crítica de combustible, esto es, suficiente material fisible, en una óptima disposición del combustible y del resto de los materiales del núcleo, para mantener la reacción en cadena. La disposición de los absorbentes de neutrones y de las barras de control permiten mantener la criticidad en operación y la subcriticidad en parada y puesta en marcha.

REVIEW A nuclear reactor is defined as a facility able to initiate, maintain and control the fission chain reactions that take place in the reactor core, consisting of fuel, coolant, control elements, structural materials and the moderator in the case of thermal nuclear reactors. There are two ways to design a nuclear reactor, either by slowing the fast neutrons or by increasing the proportion of fissile atoms. For the task of slowing the neutrons used a moderator (light water, heavy water, graphite) and the resulting slow neutrons are called thermal reactors so that based on this technique are called thermal reactors, unlike those employing fast neutrons, called fast reactors. When building a reactor, you need a critical mass of fuel, that is, sufficient fissile material in an optimum arrangement of fuel and other core materials, to maintain the chain reaction. The provision of neutron absorbers and control rods help maintain the critical and subcritical operational in stop and start.

LINKS http://www.elmundo.es/elmundo/2009/graficos/jun/s4/centrales.html http://www.inza.com/ainoa/nuclear2.swf http://latercera.com/multimedia/interactivo/2011/03/687-35365-4centrales-nucleares-en-el-mundo.shtml http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0226-01/capitulo5b.html http://www.cnechile.cl/?page_id=584