Muy penetrante que era capaz de ionizar el gas y provocar fluorescencia en él. Puesto que desconocía el origen de esta radiación, le dio el nombre de rayos X




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títuloMuy penetrante que era capaz de ionizar el gas y provocar fluorescencia en él. Puesto que desconocía el origen de esta radiación, le dio el nombre de rayos X
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Son las instalaciones destinadas a la producción de energía eléctrica a partir de la energía nuclear. En ellas, la caldera de combustión de carbón o de gasóleo ha sido sustituida por un reactor nuclear que calienta el fluido caloportador, y que produce el vapor de agua que hace funcionar las turbinas. En una central nuclear no hay alimentación continua de combustible, ni inyección de aire, ni sistemas de evacuación de gases de combustión, ni cenizas. Por el contrario, esta central necesita un sistema de tratamiento de residuos que salen del reactor una vez que se ha agotado el combustible.

12.6.1 El reactor y su funcionamiento

El reactor nuclear está formado por un recipiente de acero especial de aproximadamente 4 m de diámetro y 13 m de largo, con un espesor de 20 cm, que se encuentra en el interior de un edificio de contención provisto de gruesos muros de hormigón. Las partes vitales del reactor son:


  • Las barras de combustible son unas vainas de acero especial de unos 3 m de longitud en las que se introducen las pastillas de uranio enriquecido, que es el elemento combustible. El uranio, en la naturaleza, está formado por dos isótopos: el uranio 238 con una proporción de 99.3 g por kg y el uranio 235 con una proporción de 7 g por kg. Puesto que el uranio fisionable es el 235, se tiene que enriquecer hasta una concentración que oscila del 20 al 40 0/00.




  • El moderador es el encargado de transformar los neutrones rápidos en lentos. En las centrales actuales, el moderador es la misma agua del fluido refrigerante (también se puede emplear el grafito y el agua pesada).




  • El fluido refrigerante (agua normalmente) es aquel fluido que refrigera el reactor y lleva el calor hasta el generador de vapor donde, en otro circuito, se produce el vapor que acciona las turbinas. La circulación correcta de este fluido es vital para el buen funcionamiento de la central.




  • Las barras de control son los dispositivos que mantienen controlada la reacción en cadena y además pueden detenerla inmediatamente en caso de accidente o detecciones de irregularidades del funcionamiento. Pueden subir o bajar por el interior del reactor entre las vainas de combustible. Las barras de control están hechas de un material compuestas de boro y cadmio, que son unos elementos que tienen gran facilidad para la captura y absorción de neutrones.

El material radiactivo se prepara en forma de pastillas de 1 cm de diámetro y 1 cm de altura. Estas pastillas se introducen en las barras de combustibles, que están perfectamente soldadas. Este conjunto recibe el nombre de núcleo activo. Para iniciar la reacción se bombardea el núcleo activo del reactor con una fuente de neutrones. La vasija que contiene el combustible se encuentra sumergida en el moderador y como dispositivo adicional de seguridad dispone de las barras de control.

12.6.2 Tipos de reactores
Existen diversos tipos de reactores nucleares, entre los que destacan los de agua a presión (PWR) y los de agua en ebullición (BWR).


  • En el tipo PWR, el agua a presión circula por un circuito cerrado y transfiere calor a otro circuito por medio del generador de vapor, que es un intercambiador de calor. Por el circuito primario circula el agua procedente del reactor que se reenvía al mismo gracias a la bomba primaria. Esta agua que lleva toda la energía producida en el reactor, se mantiene líquida, gracias al presurizador, a 290 ºC y 150 atm. Por el circuito secundario entra el agua procedente de la turbina, toma parte del calor generado en el circuito primario y, a través del condensador, se transforma en vapor a 280 ºC y 65 atm. El agua es enviada de nuevo a las turbinas donde cede su energía para hacer girar el rotor del alternador.

En España existen en la actualidad 9 centrales nucleares, todas de este tipo, con una potencia total de 7 400 MW. Esto representa el 18 % de la producción total eléctrica del país.





  • En los reactores del tipo BWR, el vapor generado en el circuito de refrigeración se emplea directamente para accionar los grupos turbina-alternador. Están muy extendidos en el mundo occidental.



12.6.3 Dispositivos de seguridad
Para evitar el peligro que supone la energía nuclear en general y las radiaciones en particular, las centrales disponen de una serie de elementos de seguridad, entre los que destacan los siguientes:


  • La concentración de uranio 235 de las pastillas del combustible es del 2.5 % aproximadamente. En estas condiciones, es físicamente imposible que pueda explotar.




  • El diseño de la central permite que pueda resistir los fenómenos naturales más adversos (buscar Kashiwazaki-Kariwa (Japón), 23 de julio de 2007).




  • El material radiactivo está protegido por un sistema de barreras múltiples que impide que la radiactividad escape al exterior. La primera barrera la forman las vainas de combustible, cerradas herméticamente y que retienen los gases y otros productos radiactivos que se producen durante la vida útil del combustible. La segunda barrera la constituyen el recipiente del reactor y todo el circuito primario de fluido refrigerante. En las centrales PWR, el fluido refrigerante no tiene contacto físico con la turbina, ya que el intercambio de calor se produce mediante los generadores de vapor. La tercera barrera es el edificio de contención. Es de hormigón armado con una pared de 1 m de espesor revestida interiormente con una capa de acero. Si se produce un accidente grave se puede llenar de agua para frenar la fuga de radiactividad (buscar Chernobyl (Ucrania), 26 de abril de 1986).




  • Los organismos competentes llevan a cabo revisiones periódicas para garantizar el buen funcionamiento de las instalaciones.




  • Los residuos radiactivos, tanto las pastillas de combustible como los objetos que hayan podido estar sometidos a radiaciones, son almacenados y precintados en lugares seguros.


12.6.4 El problema de los residuos
Normalmente el funcionamiento de una central nuclear se detiene una vez al año para recargarla de combustible. Esta parada, que puede durar un mes, también se utiliza para efectuar una revisión a fondo de las instalaciones. Para una central de 1 000 MW la cantidad de combustible que se debe repostar es de 30 toneladas. El combustible utilizado se retira y pasa a unas piscinas, en las que permanece un año, para que su actividad radioactiva original quede reducida en un 98 %.

Después de esta operación, el combustible se transporta mediante un sistema especial con personal cualificado y con unas medidas de seguridad máximas a una fábrica de reprocesamiento donde se recuperarán los productos resultantes de la fisión, como isótopos radiactivos para aplicaciones médicas o el plutonio. Los residuos que no se pueden recuperar se almacenan provisionalmente bajo el agua, o bien si tienen un período largo de desintegración, se vitrifican en unos bidones metálicos que se tienen que dejar en un lugar seguro.
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