Que son las centrales nucleares

Cómo funciona una central nuclear paso a paso

En la fisión nuclear, los átomos se separan para formar átomos más pequeños, liberando energía. La fisión tiene lugar dentro del reactor de una central nuclear. En el centro del reactor se encuentra el núcleo, que contiene el combustible de uranio.

El combustible de uranio se forma en pastillas de cerámica. Cada pastilla cerámica produce aproximadamente la misma cantidad de energía que 150 galones de petróleo. Estas pastillas ricas en energía se apilan de extremo a extremo en barras de combustible metálicas de 12 pies. Un conjunto de varillas de combustible, algunas con cientos de varillas, se denomina conjunto de combustible. El núcleo de un reactor contiene muchos elementos de combustible.

El calor producido durante la fisión nuclear en el núcleo del reactor se utiliza para hervir el agua y convertirla en vapor, que hace girar las palas de una turbina de vapor. Al girar los álabes de la turbina, impulsan los generadores que producen electricidad. Las centrales nucleares vuelven a enfriar el vapor en agua en una estructura separada de la central, llamada torre de refrigeración, o utilizan agua de estanques, ríos u océanos. El agua enfriada se reutiliza para producir vapor.

Los reactores nucleares de Estados Unidos pueden tener grandes cúpulas de hormigón que cubren los reactores, necesarias para contener las emisiones accidentales de radiación. No todas las centrales nucleares tienen torres de refrigeración. Algunas centrales nucleares utilizan agua de lagos, ríos o del océano para su refrigeración.

Desventajas de las centrales nucleares

Una central nuclear (a veces abreviada como NPP)[1] es una central térmica en la que la fuente de calor es un reactor nuclear. Como es habitual en las centrales térmicas, el calor se utiliza para generar vapor que acciona una turbina de vapor conectada a un generador que produce electricidad. En 2018[actualización], el Organismo Internacional de Energía Atómica informó de que había 450 reactores de energía nuclear en funcionamiento en 30 países de todo el mundo[2][3].

Las centrales nucleares suelen considerarse estaciones de carga base, ya que el combustible es una pequeña parte del coste de producción[4] y porque no pueden ser despachadas fácil o rápidamente. Sus costes de operación, mantenimiento y combustible se sitúan en el extremo inferior del espectro, lo que las hace adecuadas como proveedores de energía de carga base. Sin embargo, el coste del almacenamiento adecuado de los residuos radiactivos a largo plazo es incierto.

La electricidad fue generada por un reactor nuclear por primera vez el 3 de septiembre de 1948, en el reactor de grafito X-10 de Oak Ridge (Tennessee, Estados Unidos), que fue la primera central nuclear en alimentar una bombilla[5][6][7] El segundo experimento, de mayor envergadura, tuvo lugar el 20 de diciembre de 1951, en la estación experimental EBR-I, cerca de Arco (Idaho).

Explosión de una central nuclear

Una reacción nuclear incontrolada en un reactor nuclear podría provocar una contaminación generalizada del aire y el agua. El riesgo de que esto ocurra en las centrales nucleares de Estados Unidos es pequeño debido a las diversas y redundantes barreras y sistemas de seguridad existentes en las centrales nucleares, la formación y las habilidades de los operadores de los reactores, las actividades de prueba y mantenimiento, y los requisitos reglamentarios y la supervisión de la Comisión Reguladora Nuclear de Estados Unidos. Una amplia zona que rodea a una central nuclear está restringida y vigilada por equipos de seguridad armados. Los reactores estadounidenses también cuentan con recipientes de contención diseñados para resistir fenómenos meteorológicos extremos y terremotos.

Los reactores nucleares de Estados Unidos pueden tener grandes cúpulas de hormigón que cubren el reactor. Se requiere una estructura de contención para contener las emisiones accidentales de radiación. No todas las centrales nucleares tienen torres de refrigeración. Algunas centrales nucleares utilizan agua de lagos, ríos o del océano para su refrigeración.

A diferencia de las centrales alimentadas con combustibles fósiles, los reactores nucleares no producen contaminación atmosférica ni dióxido de carbono durante su funcionamiento. Sin embargo, los procesos de extracción y refinado del mineral de uranio y de fabricación del combustible del reactor requieren grandes cantidades de energía. Las centrales nucleares también tienen grandes cantidades de metal y hormigón, cuya fabricación requiere grandes cantidades de energía. Si se utilizan combustibles fósiles para la extracción y el refinado del mineral de uranio, o si se utilizan combustibles fósiles al construir la central nuclear, las emisiones procedentes de la combustión de esos combustibles podrían estar asociadas a la electricidad que generan las centrales nucleares.

Centrales nucleares en el mundo

Más del 65% de los reactores comerciales de Estados Unidos son reactores de agua a presión o PWR. Estos reactores bombean agua al núcleo del reactor a alta presión para evitar que el agua hierva. El agua del núcleo se calienta mediante la fisión nuclear y luego se bombea a tubos dentro de un intercambiador de calor. Estos tubos calientan una fuente de agua separada para crear vapor. El agua del núcleo vuelve al reactor para ser recalentada y el proceso se repite.

Aproximadamente un tercio de los reactores que funcionan en Estados Unidos son reactores de agua en ebullición (BWR). El agua se bombea a través del núcleo del reactor y se calienta por fisión. El vapor no utilizado se condensa y se reutiliza en el proceso de calentamiento.