Partes de un reactor

Modelo de reactor de flujo de tapón

Video \ (\PageIndex{1}): La energía nuclear explicada: Riesgo u oportunidad. Todo lo que lleva la palabra “nuclear” suele ir acompañado de un buen número de malentendidos. Esperemos que este vídeo desmitifique el proceso por el que los combustibles nucleares se convierten en electricidad y cómo podemos utilizarlos en combinación con las energías renovables para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, y los efectos sobre el clima que conllevan unos niveles elevados de las mismas.

Las reacciones en cadena de materiales fisionables pueden controlarse y mantenerse sin que se produzca una explosión en un reactor nuclear. Cualquier reactor nuclear que produzca energía mediante la fisión de uranio (U-235) o plutonio (Pu-239) por bombardeo con neutrones debe tener al menos cinco componentes: combustible nuclear formado por material fisionable, un moderador nuclear, refrigerante del reactor, barras de control y un sistema de blindaje/contención.

El reactor funciona separando el material nuclear fisionable de manera que no se pueda formar una masa crítica, controlando tanto el flujo como la absorción de neutrones para permitir el cierre de las reacciones de fisión. En un reactor nuclear utilizado para la producción de electricidad, la energía liberada por las reacciones de fisión se atrapa como energía térmica y se utiliza para hervir el agua y producir vapor. El vapor se utiliza para hacer girar una turbina, que acciona un generador para la producción de electricidad.

Partes y funciones del reactor nuclear

Aparte de la fuente de calor, las centrales nucleares son muy similares a las centrales de carbón. Sin embargo, requieren medidas de seguridad diferentes, ya que el uso de combustible nuclear tiene propiedades muy diferentes a las del carbón u otros combustibles fósiles. Obtienen su energía térmica a partir de la división de los núcleos de los átomos en el núcleo de su reactor, siendo el uranio la opción dominante de combustible en el mundo actual. El torio también tiene un uso potencial en la producción de energía nuclear, aunque actualmente no se utiliza. A continuación se muestra el funcionamiento básico de una central de agua en ebullición, que muestra los numerosos componentes de una central, junto con la generación de electricidad.

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El reactor es un componente clave de una central, ya que contiene el combustible y su reacción nuclear en cadena, junto con todos los productos de desecho nuclear. El reactor es la fuente de calor de la central, al igual que la caldera de una central de carbón. El uranio es el combustible nuclear dominante utilizado en los reactores nucleares, y sus reacciones de fisión son las que producen el calor dentro de un reactor. Este calor se transfiere al refrigerante del reactor, que proporciona calor a otras partes de la central nuclear.

Pequeño reactor modular

Esta página trata de los principales tipos de reactores nucleares convencionales. Para conocer los tipos más avanzados, consulte las páginas sobre Reactores nucleares avanzados, Pequeños reactores nucleares, Reactores de neutrones rápidos y Reactores nucleares de cuarta generación.

Un reactor nuclear produce y controla la liberación de energía a partir de la división de los átomos de ciertos elementos. En un reactor nuclear de potencia, la energía liberada se utiliza como calor para producir vapor y generar electricidad. (En un reactor de investigación, el objetivo principal es utilizar los neutrones reales producidos en el núcleo. En la mayoría de los reactores navales, el vapor acciona directamente una turbina para la propulsión).

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Los principios de utilización de la energía nuclear para producir electricidad son los mismos para la mayoría de los tipos de reactores. La energía liberada por la fisión continua de los átomos del combustible se aprovecha en forma de calor en un gas o en agua, y se utiliza para producir vapor. El vapor se utiliza para mover las turbinas que producen electricidad (como en la mayoría de las centrales de combustibles fósiles).

Los primeros reactores nucleares del mundo “funcionaron” de forma natural en un depósito de uranio hace unos dos mil millones de años. Se encontraban en yacimientos ricos en uranio y eran moderados por el agua de lluvia que se filtraba. Los 17 conocidos en Oklo, en África occidental, de menos de 100 kW térmicos cada uno, consumían en conjunto unas seis toneladas de uranio. Se supone que no fueron únicas en el mundo.

Reactor de agua presurizada

Un reactor nuclear, antes conocido como pila atómica, es un dispositivo utilizado para iniciar y controlar una reacción nuclear de fisión en cadena o reacciones de fusión nuclear. Los reactores nucleares se utilizan en las centrales nucleares para la generación de electricidad y en la propulsión nuclear marina. El calor procedente de la fisión nuclear se transmite a un fluido de trabajo (agua o gas), que a su vez pasa por las turbinas de vapor. Éstas impulsan las hélices de un barco o hacen girar los ejes de los generadores eléctricos. En principio, el vapor generado por la energía nuclear puede utilizarse para el calor de procesos industriales o para la calefacción urbana. Algunos reactores se utilizan para producir isótopos para uso médico e industrial, o para la producción de plutonio para armas. A principios de 2019, el OIEA informa de que hay 454 reactores nucleares de potencia y 226 reactores nucleares de investigación en funcionamiento en todo el mundo[1][2][3].

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Un ejemplo de un evento de fisión nuclear inducida. Un neutrón es absorbido por el núcleo de un átomo de uranio-235, que a su vez se divide en elementos más ligeros que se mueven rápidamente (productos de fisión) y neutrones libres. Aunque tanto los reactores como las armas nucleares se basan en reacciones nucleares en cadena, el ritmo de las reacciones en un reactor es mucho más lento que en una bomba.

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