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-     Escrito por gon

¿Cómo funciona un reactor nuclear?

En los reactores nucleares, el combustible nuclear es transformado a través de la fisión en energía nuclear de una manera controlada: el interior del reactor aumenta de temperatura.

reactor nuclear

¿Cómo funciona un reactor nuclear?

En las centrales nucleares, la energía se produce mediante la fisión en un reactor. El calor que se libera en la reacción nuclear transforma el agua líquida en vapor que mueve las turbinas que, a su vez, accionan los generadores eléctricos, , por último, dan electricidad a las grandes poblaciones.

Los reactores nucleares son, por tanto, una de las partes fundamentales dentro de una central nuclear, junto con el generador de vapor, la turbina y el condensador.

Las partes más importantes de un reactor nuclear son el combustible, el reflector, el sistema refrigerante, el sistema de control, y la protección contra la radiación.

El combustible

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Se trata de un elemento pesado molecularmente, cuyo núcleo atómico puede ser desintegrado mediante la fisión. Este material está constituido por mezclas de uranio o de plutonio en forma sólida o líquida.

La producción de energía se mantiene constante gracias a la reacción en cadena producida por la perpetua liberación de neutrones, que al desprenderse de un núcleo atómico, colisionan con otro, provocando sucesivas fisiones nucleares.

Por eso existe una cantidad mínima de combustible para mantener la reacción en cadena, esta cantidad se denomina masa crítica. Cuanto más compacto sea el combustible, menos neutrones escapan sin fisionar, y por lo tanto, menor es la cantidad de combustible necesario para hacer funcionar una planta nuclear.

El reflector

El reflector reactor nuclear

Mencionamos la existencia natural de neutrones que escapan sin colisionar en otros núcleos. Estos neutrones que escapan, rebotan en el reflector, que puede estar constituido por grafito.

De esta forma, se garantiza una utilización más eficiente de los neutrones que escaparon, que colisionan luego de rebotar en el reflector.

El sistema refrigerante

El sistema refrigerante

Elimina el calor que se forma en el reactor, sirve para evitar el recalentamiento, pueden estar constituidos por un gas, como el dióxido de carbono, por agua normal o especial, o metal fundido (como el sodio).

El sistema de control

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Está compuesto principalmente por las barras o varillas de control, y las varillas de seguridad, fabricadas todas con materiales capaces de absorber neutrones, como el cadmio. Sirven para poner en marcha el funcionamiento del reactor, y controlar la reacción en cadena tal como se la busca.

Si se sacaran las varillas, la reacción se aceleraría, pudiendo provocar una explosión atómica.

Protección contra la radiación

Protección contra la radiación

Se trata de una defensa biológica contra la radiación desprendida en la fisión nuclear. Se construye generalmente una gruesa pared de hormigón que rodea el reactor y evita, junto a otras medidas, que la radiación escape al exterior.

Como precaución de seguridad ante cualquier posible accidente, mucho de los grandes reactores están completamente aislados de la atmósfera mediante una estructura, una burbuja, que es impermeable a los gases.

La construcción de una planta nuclear, contrario a lo que muchas veces parece, es un proyecto que implica una extrema seguridad y varios planes de contención ante el peor de los escenarios posibles.

Todos los humos que salen de las grandes chimeneas, y el aire que sale de los sistemas de ventilación de la planta nuclear son filtrados especialmente para evitar cualquier tipo de dispersión radiactiva.

Si el nivel de radiación excede el nivel de seguridad, una alarma general se enciende automáticamente. De modo que el funcionamiento general de un reactor nuclear moderno es altamente seguro, aunque el destino de los residuos radiactivos es un tema mucho más controvertido.

Tipos de reactores nucleares

reactor nuclear De momento los reactores nucleares usados para producir energía consumible por el ser humano son de fisión, aunque ya existen algunos que experimentan con la fusión nuclear. Entre los reactores de fisión podemos distinguir:

LWR – Light Water Reactors: Los más comunes. Funcionan a base de uranio enriqucido.

FBR – Fast Breeder Reactors: Utilizan plutonio como combustible.

CANDU – Canada Deuterium Uranium: Usan como combustible uranio natural.

AGR – Advanced Gas-cooled Reactor: Hya unos 20 en todo el mundo. Funcionan con uranio y utilizan gases como refrigerante.

ADS – Accelerator Driven System: Basados en la aceleración de partículas. En fase experimental.

RBMK – Reactor Bolshoy Moshchnosty Kanalny: Tipo de reactores casi en desuso, solo quedan una decena en todo el mundo. El de Chernobyl era uno de ellos.

Como hemos citado al comienzo del artículo, los reactores nucleares son básicos porque se produce el proceso de fisión nuclear. Pero, ¿cuáles son sus ventajas e inconvenientes?

Ventajas de los reactores nucleares

Las principales ventajas de los reactores nucleares se basan en su capacidad para producir una gran cantidad de energía en poco tiempo. Además, el proceso para la producción de energía no es tan contaminante como otros modos de producción de energía basados en el uso de combustibles fósiles. Para producir esta energía los reactores nucleares no expulsan gases de efecto invernadero, o lo hacen en mucha menor medida que otras industrias, con lo que no contribuyen a agravar el calentamiento global y el efecto invernadero.

Inconvenientes de los reactores nucleares

reactor nuclear por dentro Los inconvenientes a los reactores nucleares y a las plantas nucleares en sí mismas tienen su foco en la seguridad y el temor a accidentes.

La energía nuclear es muy poderosa pero muy peligrosa, por lo que siempre está latente el miedo a un desastre provocado por un fallo humano, una avería, un ataque o a causa de las condiciones naturales, como en Fukushima. Los residuos producidos en el proceso de fisión nuclear son altamente radiactivos y, por tanto, una importante amenaza para la salud de cualquier ser vivo, por lo que es necesario extremar la condiciones de seguridad. Estos residuos deben almacenarse en basureros nucleares, y llegará un momento en que será difícil encontrar el lugar para tanto residuo.

Otro de los grandes temores es la posibilidad de que los reactores nucleares sean usados con fines bélicos, como ya sucedió durante la 2ª Guerra Mundial en Hiroshima y Nagasaki. Los reactores de fisión nuclear podrían ser usados para crear plutonio, con el cual fabricar bombas atómicas.

En cualquier caso, se trata de una energía controvertida: progreso para unos, semilla de un desastre para otros.

Video

Os dejamos un documental en castellano emitido en TVE en el que se habla sobre distintos procesos que se realizan en una planta nuclear, como el tratamiento de residuos, y los efectos que estos reactores nucleares pueden tener en el entorno.

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