jueves, 22 de octubre de 2009

Tipos de centrales nucleares y características (I)

Los reactores térmicos utilizan materiales llamados moderadores para controlar la producción rápida de neutrones producidos por la fisión, de modo que puedan ser capturados más fácilmente por los átomos del uranio 235. El moderador más utilizado es el agua normal. Otros son el grafito y el deuterio, un isótopo del hidrógeno, que se emplea en forma de óxido de deuterio, también llamado agua pesada. El principal componente del agua normal es óxido de hidrógeno y contiene una pequeña proporción (0,015 %) de agua pesada.
El combustible se enfría por medio de un refrigerante, que directa o indirectamente produce el vapor que impulsa la turbina y controla además la temperatura del núcleo del reactor, evitando que se caliente en exceso y se deteriore el combustible o los materiales estructurales. Entre los refrigerantes de uso corriente en los reactores térmicos cabe citar el agua normal, el agua pesada y el dióxido de carbono. El agua tiene buenas características de transferencia térmica (alto calor específico, baja viscosidad, fácil bombeo) y es el refrigerante más utilizado en las centrales nucleares. La refrigeración de un reactor con agua a presión o en ebullición permite alcanzar importantes densidades de energía en el núcleo, de modo que pueden cons- truirse grandes unidades de potencia en reactores de vasija rela- tivamente pequeña. Sin embargo, si el sistema refrigerante del reactor utiliza agua, debe funcionar a alta presión para que el vapor alcance presiones y temperaturas útiles para el eficiente funcionamiento del turbogenerador de vapor. Por consiguiente, la integridad del contorno del sistema refrigerante del reactor es muy importante en todas las centrales nucleares refrigeradas con agua, ya que constituye una barrera de seguridad que protege a los trabajadores, a la población y al medio ambiente El combustible utilizado en todos los reactores refrigerados por agua, y en la mayoría de los demás, es dióxido de uranio cerámico con camisa metálica (de acero inoxidable o de una aleación de zirconio). El dióxido de uranio sinterizado es un combustible ininflamable que puede rendir durante largos períodos de tiempo y conservar sus productos de fisión a altas temperaturas sin deformarse significativamente ni romperse. Los únicos reactores térmicos operativos que utilizan un combustible distinto del dióxido de uranio son las centrales Magnox (refrigeradas con dióxido de carbono), y están siendo gradualmente retiradas de servicio a medida que alcanzan el final de su vida útil.
Los materiales absorbentes de neutrones (como el boro, el cadmio, el hafnio y el gadolinio) utilizados en varias formas, como barras de control con camisa de acero o disueltos en los refrigerantes o moderadores, pueden introducirse y retirarse del núcleo del reactor para controlar la velocidad de la reacción de fisión. Contrariamente a lo que ocurre con la generación de energía a partir de combustibles fósiles, no es necesario aumentar la cantidad de combustible para aumentar la energía producida en una reacción de fisión en cadena.

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