ENERGÍAS - ENERGÍA NUCLEAR: Diferentes tipos de centrales - 2ª parte
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Energías

ENERGÍA NUCLEAR

Diferentes tipos de centrales - 2ª parte


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Reactores AGR

as centrales con reactores nucleares tipo AGR son de diseño totalmente distinto a las PWR y BWR. Cuentan teóricamente con mejores características de seguridad.

Aunque el combustible utilizado es uranio enriquecido, se emplea sin embargo dióxido de carbono a alta presión como refrigerante, y grafito como moderador. Las varillas de combustible van insertadas en trescientos agujeros practicados en un gran bloque de grafito, lo cual implica que el moderador no pueda ser retirado como en otros tipos de reactor; este hecho es quizá el punto negativo de este tipo de central, pues si es necesario detener la reacción hay que extraer las varillas de combustible del núcleo. El dióxido de carbono utilizado como gas refrigerante, se mantiene a presión en el bloque de grafito, el cual absorbe el calor producido en la reacción.

Trabajos en una central nuclear
Trabajos en una central nuclear

Todo el conjunto descrito se encuentra protegido por una gran envoltura de hormigón totalmente hermética, de grosor muy superior al de otras centrales, lo que minimiza las posibilidades de fugas radiactivas. De todas formas, en el supuesto de producirse una pérdida de refrigerante, la gruesa estructura de hormigón es capaz de absorber el calor durante el tiempo suficiente para que los sistemas de control detengan la reacción.

Aunque el reactor suele ser parado para efectuar la sustitución de combustible, en realidad esta central posee la ventaja de que las varillas de combustible podrían ser extraídas e insertadas en el núcleo de forma individual, permitiendo mantener el reactor en funcionamiento.

Reactores CANDU

Las centrales dotadas de reactores CANDU (de desarrollo canadiense), han competido con éxito con las centrales PWR y BWR.

La estructura de estas centrales consta de un tambor de acero denominado calandria, el cual acoge el moderador que consiste en agua pesada a baja presión. Todo este conjunto generador de energía se encuentra alojado dentro de una bóveda de hormigón.

Al igual que el moderador, el líquido refrigerante es agua pesada, que se le hace circular a través de unos tubos que atraviesan horizontalmente la calandria. Asimismo, dentro de los tubos se sitúan las varillas de combustible (uranio enriquecido). El líquido refrigerante que circula por el interior de los tubos, se encuentra sometida a una gran presión para evitar que se transforme en vapor de agua, incluso a temperaturas elevadas.

En el tambor se encuentran también otro tipo de conductos, mediante los cuales se pueden introducir varillas de control que absorben neutrones (los frenan), permitiendo actuar sobre la reacción en el supuesto de que se produjese una pérdida de líquido refrigerante. Al igual que en las centrales AGR, en este tipo de reactor la pérdida de refrigerante no implica pérdida de moderador, por lo que el mantenimiento de la reacción llegaría a sobrecalentar el núcleo finalizando con su destrucción, motivo por el que se disponen las varillas de control de emergencia.

La gran ventaja de este tipo de central radica en el rendimiento útil que proporcionan (hasta un 78%), mejorando las de su mayor competidora, las de tipo PWR, que sólo llegan a un 75%.

Reactores de enriquecimiento

Un reactor de enriquecimiento no se utiliza básicamente para generar energía con destino al consumo. El objetivo principal es el de producir combustible que pueda ser utilizado en otros reactores.

El combustible utilizado en estos reactores es uranio 238. Se trata de un isótopo del uranio no fisionable, al contrario del uranio 235 que sí se utiliza en los reactores convencionales.

El plutonio 239 es un material fisionable. Se obtiene bombardeando el átomo de uranio 238 con un neutrón, que al descomponerse (debido a su inestabilidad) se desprende de un electrón, transformándose en plutonio 239. A su vez, una parte del plutonio generado se fisiona al recibir el impacto de un neutrón, que a su vez origina otros tres neutrones. Una cantidad de ese plutonio es conservado como combustible para su utilización por otras centrales nucleares.

Estructuralmente, la central posee un núcleo de uranio y plutonio enriquecidos, que generan los neutrones para bombardear los átomos de uranio 238. Éste último se encuentra situado alrededor del núcleo del reactor en forma de varillas, y es el material que se enriquecerá absorbiendo neutrones, para posteriormente convertirse en el combustible útil.

Este tipo de reactores se denominan de neutrones rápidos, debido a que no disponen de moderador. Los neutrones a alta velocidad tienen mayor dificultad para producir fisiones, por este motivo es necesario concentrar mucha más cantidad de material para que se produzca la reacción, sin embargo tienen la ventaja de incrementar la producción de plutonio 239, que es la razón de funcionamiento de este tipo de reactores.

Un reactor de enriquecimiento produce temperaturas de funcionamiento de unos 500 grados centígrados, muy superior al de otras centrales nucleares, por ello precisa disponer de un sistema de absorción del calor, que a su vez no absorba neutrones, con objeto de no actuar como moderador (del que no dispone). Para ello se emplea sodio, que es sólido a temperatura ambiente, pero que se torna líquido a la temperatura de trabajo. En un tanque de sodio actuando como refrigerante se halla sumergido todo el bloque; el sodio cede su calor a un intercambiador de calor que también contiene sodio (el motivo de aislarlos es que el sodio explosiona con el agua) y de ahí se transfiere finalmente a un circuito de vapor de agua para su aprovechamiento.

El núcleo del reactor dispone de unos agujeros por donde se pueden introducir varillas de control, con objeto de detenerlo si fuera preciso.

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