¿QUE ES LA CENTRAL NUCLEAR?

Una central nuclear es una central termoeléctrica en la que actúa como caldera un reactor nuclear. La energía térmica se origina por las reacciones nucleares de fisión en el combustible nuclear formado por un compuesto de uranio.   El combustible nuclear se encuentra en el interior de una vasija herméticamente cerrada, junto con un sistema de control de la reacción nuclear y un fluido refrigerante, constituyendo lo que se llama un reactor nuclear. El calor generado en el combustible del reactor y transmitido después a un refrigerante se emplea para producir vapor de agua, que acciona el conjunto turbina-alternador, generando la energía eléctrica.

La central se ha realizado con un diseño específico que prevé estructuras civiles adecuadas, sistemas duplicados que responden al fallo previsto de uno de ellos y coeficientes de sobredimensionamiento para resistir el sismo máximo esperable, proteger contra las radiaciones ionizantes, prevenir los accidentes posibles y mitigar sus consecuencias. Por este motivo, los edificios de una central nuclear en comparación con una convencional de similar potencia son mucho más robustos y más grandes para alojar los sistemas redundantes instalados.

Tipo de centrales nucleares

Tipos de reactores

Los tipos de reactores nucleares pueden clasificarse ateniéndose a diversos criterios, los más comunes son los siguientes:

§  Según la velocidad de los neutrones que producen las reacciones de fisión: reactores rápidos y reactores térmicos.

§  Según el combustible utilizado: reactores de uranio natural, en los que la proporción de uranio 235 en el combustible es la misma que se encuentra en la Naturaleza, esto es, aproximadamente 0,7%, reactores de uranio enriquecido en los que la proporción de uranio 235 se ha aumentado hasta alcanzar un 3 ó 4%. Otros utilizan óxidos mixtos de U y P, etc.

• Según el moderador utilizado: los que utilizan agua ligera, agua pesada o grafito.
• Según el material usado como refrigerante: los materiales más utilizados son el agua (ligera o pesada) o un gas (anhídrido carbónico o helio), que a veces actúan simultáneamente como refrigerante y moderador. Otros refrigerantes posibles son: aire, vapor de agua, metales líquidos o sales fundidas.

Hay varios tipos de centrales nucleares en operación comercial. Sus diferencias estriban en los distintos tipos de reactores que utilizan para producir energía, ya que una vez producido el vapor, todas emplean los mismos sistemas convencionales. Con esta consideración, algunos tipos de centrales o de reactores en operación comercial son:

a) Reactor de agua a presión (PWR)

b) Reactor de agua en ebullición (BWR)

c) Reactor de uranio natural, gas y grafito (GCR)

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.

A partir de aquí, nos centraremos en las centrales de fisión. Estas 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. Los reactores térmicos(los más utilizados en la actualidad) necesitan para su correcto funcionamiento que los neutrones emitidos en la fisión, de muy alta energía sean frenados por una sustancia a la que se llama moderador, cuya función es precisamente esa. Los reactores rápidos(de muy alta importancia en la generación III+ y IV)sin embargo no precisan de este material ya que trabajan directamente con los neutrones de elevada energía sin una previa moderación.

¿QUE ES LA ENERGIA NUCLEAR?

La energía nuclear es aquella que se libera como resultado de una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de Fisión Nuclear (división de núcleos atómicos pesados) o bien por Fusión Nuclear (unión de núcleos atómicos muy livianos). En las reacciones nucleares se libera una gran cantidad de energía debido a que parte de la masa de las partículas involucradas en el proceso, se transforma directamente en energía. Lo anterior se puede explicar basándose en la relación Masa-Energía producto de la genialidad del gran físico Albert Einstein.

La energía nuclear es la energía que se obtiene a partir de una reacción nuclear.

Las reacciones nucleares son de 2 tipos:

1. Reacción de fisión: El combustible son núcleos de elementos pesados e inestables (uranio 235, plutonio, ...). Al bombardear estos núcleos con neutrones éstos se rompen en varias partes: un par de núcleos más ligeros, y 2 ó 3 neutrones. Si pesamos el producto de la reacción y lo comparamos con el núcleo original veremos que ha habido una pérdida de masa. Esta masa se ha convertido en energía por la famosa ecuación de Einstein: E = m c² Donde E es la energía obtenida m la diferencia entre la masa inicial y la final, y c la velocidad de la luz. como la vel. de la luz es un número tan gordo la energía obtenida es brutal.

2. Fusión nuclear: consiste en unir los núcleos de 2 elementos ligeros. Los que dan más energía son los núcleos de hidrógeno. En este caso la diferencia de masas es aun mayor que en el caso de la fisión. Actualmente se ha empezado un proyecto internacional llamado ITER encaminado a construir la primera planta de demostración de obtención de energía a partir de la fusión nuclear.

Sistema de refrigeración en una central nuclear

El sistema de refrigeración se encarga de que no se sobrecaliente el reactor y esto produzca una fusión en el núcleo del reactor. Funciona de la siguiente manera: Mediante un caudal de agua de 44.600 kg/s aportado por un tercer circuito semiabierto, denominado "Sistema de Circulación", se realiza la refrigeración del condensador. Este sistema consta de dos torres de refrigeración de tiro natural, un canal de recogida del agua y las correspondientes bombas de impulsión para la refrigeración del condensador y elevación del agua a las torres. El caudal de agua evaporado por la torre es restituido a partir de la toma de agua en un azud de un río próximo.