6-1 Reactores Nucleares

COMO FUNCIONA UN REACTOR NUCLEAR

Un reactor nuclear no es una planta de generación de energía, a pesar de que en el imaginario popular es su único uso. Hay muchos tipos de reactores nucleares con diferentes fines, ya que la energía nuclear es útil y en casos imprescindible en muchos campos como la medicina, la industria, la agricultura o la alimentación.

Un reactor nuclear es, a grandes rasgos, un contenedor dentro del cual se producen reacciones nucleares controladas, con el fin de que estas reacciones produzcan algo que es lo que queremos utilizar.

Reacciones nucleares

Las reacciones nucleares son transformaciones en el núcleo de los átomos. Son análogas, aunque muy diferentes, a las reacciones químicas, y liberan muchísima más energía.

La fisión nuclear se da cuando el núcleo del átomo se divide en dos. La fusión nuclear en cambio, sucede cuando dos núcleos se unen. En este proceso, por el desequilibrio que se produce, se emiten grandes cantidades de energía.

Reactores nucleares de potencia

Este tipo de reactores son los que se usan para generar energía, aunque también se pueden utilizar para otros fines. En ellos el algo que se busca obtener es el calor que se produce a partir de la fisión nuclear.

Ese calor generado, hace hervir agua generando vapor que mueve turbinas conectadas a generadores eléctricos, que son, en realidad, quienes generan la electricidad de las centrales nucleares.

Elementos de un Reactor Nuclear

1. Nucleo	5. Vasija	9. Condensador
2. Barras de control	6. Turbina	10. Agua de refrigeración
3. Generador de vapor	7. Alternador	11. Contención de hormigón
4. Presionador	8. Bomba

El Combustible:

Material fisionable utilizado en cantidades específicas y dispuesto en forma tal, que permite extraer con rapidez y facilidad la energía generada. El combustible en un reactor se encuentra en forma sólida, siendo el más utilizado el Uranio bajo su forma isotópica de U-235. Sin embargo, hay elementos igualmente fisionables, como por ejemplo el Plutonio que es un subproducto de la fisión del Uranio.

En la naturaleza existe poca cantidad de Uranio fisionable, es alrededor del 0,7%, por lo que en la mayoría de los reactores se emplea combustible “enriquecido”, es decir, combustible donde se aumenta la cantidad de Uranio 235.

Barras de Combustible:

Son el lugar físico donde se confina el Combustible Nuclear. Algunas Barras de Combustible contienen el Uranio mezclado en Aluminio bajo la forma de láminas planas separadas por una cierta distancia que permite la circulación de fluido para disipar el calor generado. Las láminas se ubican en una especie de caja que les sirve de soporte.

Núcleo del Reactor:

Está constituido por las Barras de Combustible. El núcleo posee una forma geométrica que le es característica, refrigerado por un fluido, generalmente agua. En algunos reactores el núcleo se ubica en el interior de una piscina con agua, a unos 10 a 12 metros de profundidad, o bien al interior de una vasija de presión construida en acero.

Barras de Control:

Todo reactor posee un sistema que permite iniciar o detener las fisiones nucleares en cadena. Este sistema lo constituyen las Barras de Control, capaces de capturar los neutrones que se encuentran en el medio circundante. La captura neutrónica evita que se produzcan nuevas fisiones de núcleos atómicos del Uranio. Generalmente, las Barras de Control se fabrican de Cadmio o Boro.

Moderador:

Los neutrones obtenidos de la fisión nuclear emergen con velocidades muy altas (neutrones rápidos). Para asegurar continuidad de la reacción en cadena, es decir, procurar que los “nuevos neutrones” sigan colisionando con los núcleos atómicos del combustible, es necesario disminuir la velocidad de estas partículas (neutrones lentos). Se disminuye la energía cinética de los neutrones rápidos mediante choques con átomos de otro material adecuado, llamado Moderador.

Se utiliza como Moderador el agua natural (agua ligera), el agua pesada (deuterada), el Carbono (grafito), etc.

Refrigerante:

El calor generado por las fisiones se debe extraer del núcleo del reactor. Para lograr este proceso se utilizan fluidos en los cuales se sumerge el núcleo. El fluido no debe ser corrosivo, debe poseer gran poder de absorción calorífico y tener pocas impurezas. Se puede utilizar de refrigerante el agua ligera, el agua pesada, el anhídrido carbónico, etc..

Blindaje:

En un reactor se produce gran cantidad de todo tipo de radiaciones, las cuales se distribuyen en todas direcciones. Para evitar que los operarios del reactor y el medio externo sean sometidos indebidamente a tales radiaciones, se utiliza un adecuado “Blindaje Biológico” que rodea al reactor. Los materiales más usados en la construcción de blindajes para un reactor son el agua, el plomo y el hormigón de alta densidad, con a los menos 1,5 metros de espesor.

Tras las explosiones en la planta nuclear de Daiichi Fukushima, en Japón, una central afectada por el sismo y el tsunami de la semana pasada, las autoridades advirtieron de pequeñas fugas de radiación.

Durante un breve período las emisiones radioactivas llegaron a niveles peligrosos para la salud.

¿Pero cómo funciona un reactor nuclear? ¿Qué sucede dentro de los tanques de acero que, según el gobierno japonés, se han dañado en Fukushima?

Vea en este video de BBC Mundo un gráfico explicativo.