Funcionamiento de la central nuclear

cómo funciona una central nuclear paso a paso

Los reactores nucleares son, fundamentalmente, grandes calderas que se utilizan para calentar agua y producir enormes cantidades de electricidad con bajas emisiones de carbono. Los hay de diferentes tamaños y formas, y pueden funcionar con distintos combustibles.

Un reactor nuclear funciona mediante la división de átomos, un proceso llamado fisión, en el que se dispara una partícula (un «neutrón») a un átomo, que se fisiona en dos átomos más pequeños y algunos neutrones adicionales. Algunos de los neutrones liberados chocan con otros átomos, provocando su fisión y liberando más neutrones. Esto se denomina reacción en cadena.

La fisión de átomos en la reacción en cadena también libera una gran cantidad de energía en forma de calor. El calor generado se elimina del reactor mediante un fluido circulante, normalmente agua. Este calor puede utilizarse para generar vapor, que impulsa las turbinas para la producción de electricidad.

Para garantizar que la reacción nuclear se produzca a la velocidad adecuada, los reactores cuentan con sistemas que aceleran, ralentizan o detienen la reacción nuclear y el calor que produce. Esto se hace normalmente con barras de control, que suelen estar hechas de materiales que absorben los neutrones, como la plata y el boro.

reactor refrigerado por gas

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).

chicago pile-1

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.

autoridad del valle de tennessee b…

Un reactor nuclear, antes conocido como pila atómica, es un dispositivo utilizado para iniciar y controlar una reacción nuclear de fisión en cadena o reacciones de fusión nuclear. Los reactores nucleares se utilizan en las centrales nucleares para la generación de electricidad y en la propulsión marina nuclear. El calor procedente de la fisión nuclear se transmite a un fluido de trabajo (agua o gas), que a su vez pasa por las turbinas de vapor. Éstas impulsan las hélices de un barco o hacen girar los ejes de los generadores eléctricos. En principio, el vapor generado por la energía nuclear puede utilizarse para el calor de procesos industriales o para la calefacción urbana. Algunos reactores se utilizan para producir isótopos para uso médico e industrial, o para la producción de plutonio para armas. A principios de 2019, el OIEA informa de que hay 454 reactores nucleares de potencia y 226 reactores nucleares de investigación en funcionamiento en todo el mundo[1][2][3].

Un ejemplo de un evento de fisión nuclear inducida. Un neutrón es absorbido por el núcleo de un átomo de uranio-235, que a su vez se divide en elementos más ligeros que se mueven rápidamente (productos de fisión) y neutrones libres. Aunque tanto los reactores como las armas nucleares se basan en reacciones nucleares en cadena, el ritmo de las reacciones en un reactor es mucho más lento que en una bomba.