Ninguno

Fundamentos
Fundamentos de Reactores y Centrales Nucleares

Tema
Tema 1
Conceptos Básicos
de
Física de Reactores

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Conceptos
Conceptos Básicos de Física de Reactores
Contenido del Tema
1.1
1.1 Introducción.
1.2
1.2 Teoría de los reactores nucleares. Flujo neutrónico. Moderación de
los
los neutrones.
1.3 El núcleo del reactor en estado estacionario.
1.4 Factor demultiplicación infinito.
1.5 La fórmula de los cuatro factores.
1.6 Núcleo heterogéneo.
1.7 La ecuación de difusión.
1.8 El reactor infinito.
1.9 El reactor reflejado.
1.10 El reactor nuclear de potencia.

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Conceptos
Conceptos Básicos de Física de Reactores
Objetivos del Tema
1.

2.

Dominar los siguientes conceptos:
a. Reacción nuclear en cadena controlada y auto-sostenida.b. Moderación y difusión neutrónica.
c. Cinética del reactor nuclear.
Definir los siguientes términos:
a. Keff
b. Reactividad.
c. Coeficiente de Reactividad.
d. Defecto de Potencia.
e. Veneno.
f. Estados Crítico y Supercrítico.
g. Reactor desnudo.
h. Reactor reflejado.

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Conceptos
Conceptos Básicos de Física de Reactores
1.1 Introducción
Introducción


La
Laoperación de un reactor nuclear se fundamenta en el control
exitoso del flujo neutrónico (potencia), como respuesta a los
cambios
cambios temporales de éste.



El
El arranque y la parada del reactor, así como los cambios en el
valor de su potencia, son operaciones típicas que involucran
condiciones
condiciones transitorias.



Factores que afectan el comportamiento del reactor:
Movimiento de las barras de control.



Quemado del combustible.



Envenamiento del núcleo.



Variaciones
Variaciones de la temperatura, la densidad y la presión del
refrigerante.
refrigerante.

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Conceptos
Conceptos Básicos de Física de Reactores
1.2
1.2 Teoría de los Reactores Nucleares. Flujo Neutrónico.
Moderación
Moderación de los Neutrones


El
Elproceso de fisión es el corazón de la producción de calor en un
reactor nuclear.



En
En este capítulo se estudia el ciclo de un neutrón desde que es
producido
producido hasta que es absorbido en el núcleo o escapa de éste.



El proceso de fisión puede ser afectado por dos tipos de factores:


los naturales (del fenómeno físico), y



los ocasionados por acciones del operadordel reactor.

El
El origen y control de esos factores es también parte del contenido
de
de este capítulo.

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Conceptos
Conceptos Básicos de Física de Reactores
1.2.1 Proceso de Fisión
Proceso


El
El proceso de fisión consiste en la descomposición de un núcleo
en
en dos (o más) fragmentos de elevada energía cinética.



El
El proceso puede ser inducido por laabsorción de un neutrón por
parte de un núcleo, o puede ocurrir de forma espontánea (con muy
baja probabilidad) debido al decaimiento inestable de isótopos muy
pesados.
pesados.



Este
Este proceso constituye la base de la energética nuclear actual,
donde
donde con mayor frecuencia se utiliza la fisión del U-235 provocada
235
por
por neutrones térmicos.



La
La mayoría de losactos de fisión que tienen lugar en un reactor se
producen
producen por la absorción de neutrones en el combustible.

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Conceptos
Conceptos Básicos de Física de Reactores
1.2.1 Proceso de Fisión (cont. 1)
Proceso


Sólo
Sólo algunos isótopos están disponibles en cantidad suficiente o
presentan una probabilidad de fisión lo suficientemente grande
como
como para ser empleadoscomo combustible en un reactor nuclear.



Isótopos que se emplean como combustible:



Uranio-235 (U-235).



Uranio-238 (U-238). (Para fisión a elevadas energías).



Plutonio-239 (Pu-239). (Obtenido a partir del U-238).




Uranio-233 (U-233). (Obtenido a partir del Th-232).

Plutonio-241 (Pu-241).

Al U-238 y al Th-232 se les denomina material fértil.

7 de...