Durante estos procesos hay que tomar precauciones para asegurarse de que la cantidad de combustible enriquecido presente en un determinado lugar sea inferior a la que podría provocar una reacción de fisión en cadena importante, excepto, por supuesto, en el reactor. Esto impone restricciones de espacio para los materiales en las fases de fabricación, expedición y almacenamiento.
En cambio, el reactor CANDU utiliza uranio natural y su ciclo de combustible desde la extracción del mineral hasta la eliminación del combustible es muy sencillo, ya que no incluye fases de enriquecimiento y reprocesado. El combustible para el CANDU se fabrica de forma semiautomática en mazos redondos y de medio metro de largo integrados por 28 ó 37 barras de combustible que contienen gránulos de UO2. No hay limitaciones de espacio para la fabricación de combus- tible de uranio natural ni para el envío o almacenamiento de combustible nuevo o usado. La inmovilización y eliminación de combustible usado del CANDU se está desarrollando desde hace
17 años en Canadá, y en la actualidad se encuentra en fase de aprobación del concepto.
En todos los reactores de potencia operativos, con excepción del Magnox, el componente básico del combustible del reactor es el gránulo cilíndrico de combustible, compuesto de dióxido de uranio (UO2) en polvo compactado y sinterizado para obtener las características cerámicas y de densidad necesarias. Estos gránulos sinterizados, que van sellados en tubos sin costuras de acero inoxidable o de una aleación de zirconio formando los elementos o barras de combustible, son químicamente inertes con respecto a su material de encamisado a las temperaturas y presiones normales en el reactor. Aunque la camisa se deteriore
o se raje y el refrigerante entre en contacto con el UO2, este material cerámico retendrá la mayoría de los productos de fisión radiactivos y resistirá el deterioro provocado por el agua a elevada temperatura.
Los reactores Magnox utilizan combustible de uranio natural con camisa de magnesio y trabajan perfectamente a temperaturas relativamente altas, porque el refrigerante (dióxido de carbono) no reacciona con estos metales en seco.
El objetivo básico del diseño de las barras de combustible de un reactor nuclear es transferir el calor generado por la fisión al refrigerante, manteniendo al mismo tiempo la integridad de las barras incluso en las condiciones transitorias más severas. La realización de vastas pruebas de laboratorio en materia de transferencia térmica con combustible simulado para aplicaciones en todo tipo de reactores operativos ha demostrado que un combustible de diseño específico y autorizado puede resistir con márgenes de seguridad adecuados a la máximas condiciones previstas de calor transitorio en el reactor.
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