Reactor nuclear

Reactor nuclear

Un reactor nuclear es una instalación en la cual se puede iniciar y controlar una serie de fisiones nucleares auto-sostenidas. Estos dispositivos son utilizados como herramientas de investigación, como sistemas para producir isótopos radiactivos y también como fuentes de energía. Estos últimos son comúnmente conocidos como reactores de potencia.

En un reactor nuclear lareacción en cadena se mantiene a un nivel casi constante, y que por su diseño y calidad de su combustible no pueden explotar como bombas atómicas. La mayor parte de la energía liberada en la fisión (aproximadamente 85%) se libera en forma de calor en un tiempo muy corto, después de que el proceso ocurre. El resto de la energía proviene del decaimiento radiactivo de los productos de fisión, nombre quereciben los fragmentos una vez que se han frenado y comienzan a decaer. El decaimiento radiactivo continúa aun cuando la reacción en cadena se ha detenido, por lo que el diseño de un reactor debe tener en cuenta esta energía para poder manejarla adecuadamente.

Generalmente los elementos combustibles tienen una reactividad mayor que cero, y a esta cantidad se le llama exceso de reactividad. Siel reactor consistiera únicamente de elementos combustibles sería supercrítico, pero ahí es donde entran en función las llamadas barras de control, que tienen una reactividad negativa. Estas barras de control se introducen al núcleo lo necesario para que el valor neto de reactividad sea cero, es decir, que el reactor sea crítico. Si se quiere apagar el reactor, se introducen más las barras decontrol, con lo cual la reactividad llega a ser negativa y el reactor -siendo subcrítico- comienza a apagarse.

El hecho de que inicialmente el reactor tenga un exceso de reactividad, tiene el objeto de ir compensando la reactividad negativa que se crea en todos los reactores a causa de ciertos fenómenos como la acumulación de venenos derivados de los productos de la fisión, los aumentos detemperatura del núcleo, así como la pérdida de reactividad positiva provocada por el consumo de combustible.

Tipos de reactores nucleares

Aunque existen varios criterios, la principal clasificación de los reactores nucleares se da de acuerdo con su finalidad, dividiéndolos en reactores de potencia y reactores de investigación. Los reactores de potencia producen energía en forma útil, convirtiendo elcalor generado en el núcleo en alguna forma de trabajo mecánico. A esta categoría pertenecen la mayoría de los reactores que existen en la actualidad y que se utilizan en la generación comercial de electricidad. En los reactores de investigación se aprovechan las radiaciones producidas como una herramienta para investigar. Adicionalmente, en muchos países se utilizan los reactores para impulsarsubmarinos y naves de superficie.

Reactores de potencia

Reactores de agua ligera. Este tipo de reactores se utiliza fundamentalmente como una fuente de calor muy intensa para producir otro tipo de energía útil. Existen varios tipos de reactores de potencia, siendo los más utilizados los llamados reactores de agua ligera, nombre que reciben por ser enfriados y moderados con este fluido. Estosreactores se clasifican, a su vez, en dos tipos: a) el reactor de agua presurizada (PWR, por sus siglas en inglés) y b) el reactor de agua en ebullición (BWR).

En el reactor de agua presurizada, el agua a alta temperatura y alta presión recibe y remueve el calor del núcleo; luego se pasa a través de un generador de vapor donde el calor se transfiere a un circuito de refrigeración secundario enel que el agua se sobrecalienta y hierve. El vapor generado sirve como fluido de trabajo en una turbina de vapor.

En el reactor de agua en ebullición, al agua que pasa a través del núcleo se le permite hervir a una presión intermedia de tal manera que el vapor proveniente del reactor se usa directamente en el ciclo de potencia. Los dos reactores de la Central Laguna Verde (CLV) son de tipo...