CENTRALES NUCLEARES:
Energía atómica conceptos generales |
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La energía atómica
La energía
atómica es aquella que se libera como resultado de cualquier reacción nuclear.
Esta energía puede obtenerse bien por fisión (división de los elementos pesados)
o bien por fusión (unión de elementos muy ligeros). En las reacciones nucleares se
libera una extraordinaria cantidad de energía y ello es debido a que en dichas
reacciones se produce una disminución neta de masa que se transforma directamente en
energía.
La fisión nuclear
Es la reacción
nuclear en la que tiene lugar la ruptura del núcleo pesado, generalmente en dos
fragmentos iguales y de misma magnitud.
Una reacción en cadena es una sucesión de iones en la que los neutrones liberados en
cada reacción producen nuevas fisiones.
Los reactores actualmente funcionan por medio de fisiones en cadena.
La fusión nuclear
Es una reacción de núcleos de átomos más ligeros que conduce a la formación de un núcleo más pesado que cualquiera de los iniciales.
Agua pesada
Es aquélla en que
todo el hidrógeno esta en forma de isótopo de masa dos (deuterio).
El hidrógeno del agua ordinaria no contiene más que una parte por 6 mil de deuterio. Es
el mejor moderador de neutrones, debido a la ligereza de los núcleos que lo componen.
La importancia del uranio
El uranio es uno de los combustibles nucleares más importantes. Contiene núcleos fisionables. Su composición natural es esencialmente la de una mezcla de dos isótopos: El uranio 238 y el uranio 235, este presente en la mezcla en la proporción siete por mil. En esta se habla de uranio enriquecido.
La radioactividad
Es la desintegración espontanea de núcleos de átomos inestables con proyección de rayos radiactivos partículas o cargas eléctricas, dotadas de gran velocidad y acompañadas de emisiones de radiación electromagnética penetrante.
Residuos radiactivos
Los reactores
nucleares residuan lo que proviene del combustible ya utilizado. Este combustible es en un
97 % uranio y plutonio, estos recuperados químicamente para ser usados nuevamente: el 3 %
restante son producto de fisión, que son átomos radiactivos.
Los métodos utilizados para la evacuación de estos residuos se basa en:
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Almacenar temporalmente estos residuos y esperar que decrezca su actividad. |
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Llevar a cabo la concentración y almacenamiento de material radiactivo a largo plazo. |
El reactor nuclear
Es una instalación donde puede iniciarse, mantenerse, controlarse, una reacción en cadena. Consta de un núcleo formado por el combustible, donde tiene lugar las fisiones.
El reactor de potencia
En el reactor nuclear de potencia se utiliza el calor obtenido en el proceso de fisión para producir vapor. El vapor es utilizado entonces para mover un generador eléctrico y de esta manera obtener electricidad.
El reactor rápido
En este tipo de reactores, el
combustible de plutonio se rodea de una capa de uranio. Esta al ser alcanzada por los
neutrones, se transforma en plutonio.
Regulando el flujo de neutrones se puede conseguir que una capa de uranio que rodea al
combustible se genere más plutonio del que se consume. Por eso estos reactores también
se llaman reactores reproductores porque ya permitirán un aprovechamiento del
uranio 60 a 70 veces mayor que hoy.
El riesgo que genera un reactor nuclear de potencia
El desarrollo de toda actividad humana tiene un riesgo y precisamente el nivel de riesgo que corresponde a un reactor nuclear de potencia es del orden de 1 por cada mil millones, que como puede verse es cien mil veces inferior al que acepta viajar en automóvil.
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Medidas de seguridad adoptadas al construir un reactor nuclear
La meta de seguridad, al construir y explotar un reactor nuclear, es impedir el escape de productos radioactivos y de radiaciones exteriores a las instalaciones para que no se produzcan perjuicios a la salud del público.
Posibilidad de explosión de un reactor nuclear
Las bombas nucleares requieren de la unión de uranio 235 metálico casi puro o plutonio formando una masa compacta bien definida. Un reactor nuclear que produzca vapor para una central eléctrica no puede explotar porque usa uranio cerámico normalmente en forma de óxido no metal con contenido de uranio 235 solo del orden del 3 %. Ni el combustible que usan lo pueden hacer explotar como una bomba atómica.
Países con reactores de potencia
Cuarenta y seis países poseen reactores; países pobres en carbón, gas, o recursos hidráulicos o petróleo tienen que aspirar a tener un reactor nuclear de potencia.
Funcionamiento de una central nuclear
En una central térmica convencional, el combustible (carbón gas o petróleo) se quema para calentar agua y convertirla en vapor. Este vapor pasa bajo presión a una turbina acoplada a un generador que produce la electricidad.
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En una central nuclear, el combustible
"convencional"es reemplazado por combustible "nuclear", o sea,
material que contiene núcleos fisionables
El uranio 235 es fisionable así como también lo es el plutonio; pero solo en una parte
sobre 140 de uranio natural es uranio 235. En un reactor puede usarse uranio natural, con
su escasa proporción de material fisionable, o uranio enriquecido, en el que se ha
aumentado la proporción de uranio 235.
El calor que proviene del proceso de fisión.Se llama fisión de rompimiento de un núcleo
atómico de uranio cuando recibe el impacto de un neutrón. Al romperse el núcleo del
uranio se liberan nuevos neutrones y, por consiguiente, se inicia una reacción en cadena.
Esta reacción en cadena pone en libertad grandes cantidades de energía que, en forma de
calor, produce el vapor para accionar una turbina como en una central convencional.
El problema de la instalación de una central nuclear de potencia, plantea a todo el mundo
la elección del combustible más adecuado: uranio natural o uranio enriquecido.
Las centrales alimentadas con uranio enriquecido tienen las desventaja fundamental de que,
por lo menos actualmente, muy pocos países realizan, comercialmente, el proceso de
enriquecimiento.
El uranio natural en cambio, es producido y comercializado por diversos países.
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