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Páginas: 6 (1493 palabras)
Publicado: 10 de octubre de 2015
Centrales nucleares
Juan José Gómez Navarro
Departamento de Física
Índice
1. Partes de una central nuclear
2. Reactores nucleares
3. Medidas de seguridad
4. Centrales nucleares en el mundo
1. Partes de una central nuclear
1. Partes de una central nuclear
✔
El reactor nuclear calienta el refrigerante en el circuito primario
✔
El refrigerante se utiliza para hacer hervir agua en elcircuito secundario
✔
El vapor se utiliza para mover una turbina, y ésta un alternador
✔
El agua se condensa en otro intercambiador de calor y vuelve a
empezar
✔
Las torres de refrigeración emiten vapor para enfriar el circuito
secundario
1. Partes de una central nuclear
Algunas obviedades de este diseño general:
✔
•
no emite gases contaminantes (sólo vapor de agua) ya
que no haycombustión
•
el refrigerante en el circuito primario está siempre en un
circuito cerrado
•
se construyen cerca del agua para asegurar la
refrigeración (no para evacuar residuos)
•
el reactor es la única diferencia importante con respecto a
otras centrales térmicas
1. Partes de una central nuclear
✔
El refrigerante del circuito
primario está en contacto directo
con el combustible radiactivo
✔
Lavasija del reactor y este
circuito están dentro de la
contención
✔
El agua circula mediante una
bomba de impulsión
1. Partes de una central nuclear
Un intercambiador de calor
✔
calienta el agua del circuito
secundario
Se genera vapor que mueve los
✔
álabes de unas turbinas enormes
La energía mecánica se
✔
convierte en electricidad en los
alternadores
Todo ello fuera de la contención✔
Sala de turbinas en una central típica
1. Partes de una central nuclear
El calor residual en el secundario se refrigera en las torres
✔
de refrigeración (que no chimeneas)
El agua cae en forma de ducha y se evapora, transfiriendo
✔
calor latente de vaporización al agua y por tanto
refrigerando el agua restante
1. Partes de una central nuclear
✔
Por último, todos los aspectos de control yseguridad se
controlan de manera remota desde la sala de control de la
central, que es una zona segura en caso de accidente
2. Reactores nucleares
✔
En función de su utilidad, se pueden clasificar en
reactores de potencia: son los que se utilizan para extraer grandes
•
cantidades de energía en las centrales nucleares (~ 1.5 GW)
reactores de investigación: son pequeños reactores usados
•principalmente como fuente de neutrones con propósitos de
investigación científica
reactores de conversión (breeder): generan más material fisible que
•
consumen.
2. Reactores nucleares
✔
Un reactor nuclear es una instalación capaz de iniciar y controlar una
reacción nuclear en cadena, así como evacuar el calor generado
✔
Cuenta con varios elementos:
combustible fisible (235U, 239Pu, ...)•
moderador neutrónico (agua, grafito, ...)
•
refrigerante (agua, CO2, ...)
•
reflector de neutrones (agua, grafito, ...)
•
elementos de control (barras de boro o grafito)
•
blindaje (hormigón, acero, agua, ...)
•
2. Reactores nucleares
✔
El combustible nuclear contiene material fisible
✔
Normalmente 235U (presente en la Tierra al
0,71%)
✔
También se puede utilizar 233U, 239Pu,...pero
estos isótopos son artificiales (generados en
reactores)
2. Reactores nucleares
✔
Con el material se forman unos cilindros
pequeños de óxido de uranio, que se apilan
todos juntos
✔
Forman barras de combustible de varios metros
de largo y están recubiertas por materiales
estructurales como zirconio o aluminio, que
absorben pocos neutrones
✔
Han de tener canalizaciones por dondecircule
el refrigerante
2. Reactores nucleares
Etapas de la fabricación:
✔
1. Minería y fabricación de
concentrado de uranio
2. Conversión a
hexafluoruro de uranio
3. Enriquecimiento
4. Fabricación de
elementos combustibles
✔
En España sólo se hace la última etapa
✔
ENUSA (Empresa nacional de Uranio Sociedad Anónima)
✔
Controlada por CSN y el Ministerio de Industria
2. Reactores...
Juan José Gómez Navarro
Departamento de Física
Índice
1. Partes de una central nuclear
2. Reactores nucleares
3. Medidas de seguridad
4. Centrales nucleares en el mundo
1. Partes de una central nuclear
1. Partes de una central nuclear
✔
El reactor nuclear calienta el refrigerante en el circuito primario
✔
El refrigerante se utiliza para hacer hervir agua en elcircuito secundario
✔
El vapor se utiliza para mover una turbina, y ésta un alternador
✔
El agua se condensa en otro intercambiador de calor y vuelve a
empezar
✔
Las torres de refrigeración emiten vapor para enfriar el circuito
secundario
1. Partes de una central nuclear
Algunas obviedades de este diseño general:
✔
•
no emite gases contaminantes (sólo vapor de agua) ya
que no haycombustión
•
el refrigerante en el circuito primario está siempre en un
circuito cerrado
•
se construyen cerca del agua para asegurar la
refrigeración (no para evacuar residuos)
•
el reactor es la única diferencia importante con respecto a
otras centrales térmicas
1. Partes de una central nuclear
✔
El refrigerante del circuito
primario está en contacto directo
con el combustible radiactivo
✔
Lavasija del reactor y este
circuito están dentro de la
contención
✔
El agua circula mediante una
bomba de impulsión
1. Partes de una central nuclear
Un intercambiador de calor
✔
calienta el agua del circuito
secundario
Se genera vapor que mueve los
✔
álabes de unas turbinas enormes
La energía mecánica se
✔
convierte en electricidad en los
alternadores
Todo ello fuera de la contención✔
Sala de turbinas en una central típica
1. Partes de una central nuclear
El calor residual en el secundario se refrigera en las torres
✔
de refrigeración (que no chimeneas)
El agua cae en forma de ducha y se evapora, transfiriendo
✔
calor latente de vaporización al agua y por tanto
refrigerando el agua restante
1. Partes de una central nuclear
✔
Por último, todos los aspectos de control yseguridad se
controlan de manera remota desde la sala de control de la
central, que es una zona segura en caso de accidente
2. Reactores nucleares
✔
En función de su utilidad, se pueden clasificar en
reactores de potencia: son los que se utilizan para extraer grandes
•
cantidades de energía en las centrales nucleares (~ 1.5 GW)
reactores de investigación: son pequeños reactores usados
•principalmente como fuente de neutrones con propósitos de
investigación científica
reactores de conversión (breeder): generan más material fisible que
•
consumen.
2. Reactores nucleares
✔
Un reactor nuclear es una instalación capaz de iniciar y controlar una
reacción nuclear en cadena, así como evacuar el calor generado
✔
Cuenta con varios elementos:
combustible fisible (235U, 239Pu, ...)•
moderador neutrónico (agua, grafito, ...)
•
refrigerante (agua, CO2, ...)
•
reflector de neutrones (agua, grafito, ...)
•
elementos de control (barras de boro o grafito)
•
blindaje (hormigón, acero, agua, ...)
•
2. Reactores nucleares
✔
El combustible nuclear contiene material fisible
✔
Normalmente 235U (presente en la Tierra al
0,71%)
✔
También se puede utilizar 233U, 239Pu,...pero
estos isótopos son artificiales (generados en
reactores)
2. Reactores nucleares
✔
Con el material se forman unos cilindros
pequeños de óxido de uranio, que se apilan
todos juntos
✔
Forman barras de combustible de varios metros
de largo y están recubiertas por materiales
estructurales como zirconio o aluminio, que
absorben pocos neutrones
✔
Han de tener canalizaciones por dondecircule
el refrigerante
2. Reactores nucleares
Etapas de la fabricación:
✔
1. Minería y fabricación de
concentrado de uranio
2. Conversión a
hexafluoruro de uranio
3. Enriquecimiento
4. Fabricación de
elementos combustibles
✔
En España sólo se hace la última etapa
✔
ENUSA (Empresa nacional de Uranio Sociedad Anónima)
✔
Controlada por CSN y el Ministerio de Industria
2. Reactores...
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