Que es una central nuclear

Planta de energía nuclear pdf

El ciclo del combustible nuclear se compone de una serie de pasos iniciales que preparan el uranio para su uso en los reactores nucleares y de pasos finales para gestionar, preparar y eliminar de forma segura el combustible nuclear gastado -o agotado-, que sigue siendo altamente radiactivo.

El uranio es el combustible más utilizado por las centrales nucleares para la fisión nuclear. Las centrales nucleares utilizan un determinado tipo de uranio -U-235- como combustible porque sus átomos se separan fácilmente. Aunque el uranio es unas 100 veces más común que la plata, el U-235 es relativamente raro, ya que representa poco más del 0,7% del uranio natural. El concentrado de uranio se separa del mineral de uranio en fábricas de uranio o de un lodo en instalaciones de lixiviación in situ. A continuación, se procesa en instalaciones de conversión y enriquecimiento, lo que aumenta el nivel de U-235 al 3%-5% para los reactores nucleares comerciales, y se convierte en pastillas de combustible para reactores y barras de combustible en las plantas de fabricación de combustible para reactores.

El combustible nuclear se carga en los reactores y se utiliza hasta que los conjuntos de combustible se vuelven altamente radiactivos y deben ser retirados para su almacenamiento temporal y eventual eliminación. El procesamiento químico del material de combustible gastado para recuperar cualquier producto restante que pueda volver a fisionarse en un nuevo conjunto de combustible es técnicamente posible, pero no está permitido en Estados Unidos.

Cómo funciona una central nuclear

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. Cuando los álabes de la turbina giran, accionan 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.

Explosión de una central nuclear

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.

Central nuclear cerca de mí

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 típico de 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.

El 3 de septiembre de 1948 se generó por primera vez electricidad en un reactor nuclear, en el reactor de grafito X-10 de Oak Ridge (Tennessee, Estados Unidos), que fue la primera central nuclear que alimentó 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).

Eduardo José Cazorla