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Serie: hojitas de conocimiento
Tema: ENERGÍA

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Enfoque: Universitario

Una mirada al

agua pesada
El agua pesada es un líquido transparente de apariencia idéntica al agua común,
aunque un 10% más densa. No tiene color,
olor, ni sabor. No es tóxica, ni radiactiva. A
diferencia del agua común (H2O), el agua
pesada incluye en su fórmula dos átomos de
deuterio1 y uno de oxígeno (D2O). Elhidrógeno y el deuterio son isótopos de un mismo
elemento, es decir son átomos con igual
cantidad de protones y electrones en sus
estructuras, variando solamente su cantidad
de neutrones. El átomo de hidrógeno es el
más simple de todos los átomos, compuesto
solamente por un protón y un electrón. El
deuterio tiene además un neutrón en su
núcleo. El hidrógeno y el deuterio se acompañan normalmente en unaproporción de
7.000 a 1.

Agua pesada y reactores nucleares
La fisión nuclear es la ruptura del
núcleo atómico por el impacto de neutrones.
Reacciones de fisión controladas tienen
lugar en los reactores nucleares, los cuales
emplean como “combustible” uranio (natural
o enriquecido) u otro material fisionable. El
uranio natural está constituido por dos isóto238
pos de uranio: el U que es el másabundan235
te en la naturaleza (99,3% en peso) y el U ,
que es el más importante para la nucleoelectricidad por ser naturalmente fisionable
(0,7% en peso).
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Se denomina uranio enriquecido cuan235
do la concentración del isótopo U ha sido
aumentada artificialmente unas cinco veces
aproximadamente, hasta alcanzar un 3%.
Para que una reacción en cadena se “sostenga” en el tiempo es necesario que losneutrones liberados en cada colisión “sobrevivan” para producir nuevos choques, y así
dar lugar a sucesivas fisiones. Eso se logra
en un reactor mediante un elemento moderador. El agua pesada absorbe unas 70
veces menos neutrones que el agua común
y esta propiedad la hace ideal como agente
moderador en ciertos reactores nucleares.
En los reactores nucleares alimentados con uranio natural debe usarseagua

AUTOR
José Luis APREA
Ingeniero Químico (UTN-La Plata)
Jefe de Tecnología de la Planta
Industrial de Agua Pesada de Arroyito
(CNEA)
Profesional Experto del OIEA
Profesor de la Universidad Nacional
del Comahue
Experto internacional y Secretario
Técnico del ISO/TC 197 en Argentina

pesada como moderador. El más popular de
los reactores de este tipo es el CANDU (Ca3
nadian Deuterium Uranium) .Sólo en el caso
de reactores que empleen uranio enriquecido puede usarse agua común en su interior,
sin que se vea afectado su funcionamiento
por el elevado número de neutrones que
resultan absorbidos.
En síntesis, el agua pesada en un reactor nuclear cumple dos funciones: a) refrigeración, transportando fuera del reactor el
calor generado en el proceso de fisión y b)
moderación, desacelerando losneutrones
hasta la velocidad y energía más adecuadas
para lograr colisiones efectivas.
Argentina emplea reactores del tipo:
Uranio Natural - Agua Pesada y posee una
importante experiencia es este tipo de tecnología que ha dado lugar a excelentes registros de generación eléctrica y de seguridad,
por más de 40 años.

Producción de agua pesada
Como materia prima para la producción
de agua pesada seemplea el deuterio que
se halla naturalmente en cualquier compuesto del hidrógeno. El agua común, por su
bajo costo y abundancia, es la más adecuada fuente de deuterio. Las aguas del Río

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Nº 13 ENERGÍA - Agua Pesada

Procesos requeridos
Del lago de Arroyito formado por el Río
Limay 350 km aguas abajo de Bariloche, se
bombean 300 m3/h de agua a la planta
donde es filtrada y desmineralizada antesde
extraerle el deuterio. En la planta se distinguen tres etapas de producción:
1ra. etapa - Extracción isotópica: A temperaturas y presiones moderadas, las moléculas de vapor de amoníaco capturan el deuterio del agua. Luego el amoníaco es condensado.
2da. etapa – Enriquecimiento: El amoníaco en estado líquido ingresa a las torres de
enriquecimiento donde intercambia, en presencia de un...