Reactores Nucleares

REACTORES NUCLEARES
Se define un reactor nuclear como una instalación capaz de iniciar, mantener y
controlar las reacciones de fisión en cadena que tienen lugar en el núcleo del
reactor, compuesto por el combustible, el refrigerante, los elementos de control,
los materiales estructurales y el moderador en el caso de los reactores nucleares
térmicos.
Hay dos formas de diseñar un reactornuclear: térmico, bien sea retardando (moderando) los neutrones veloces o bien incrementando la proporción de átomos fisibles. Para la tarea de retardar los neutrones se emplea un moderador (agua ligera, agua pesada, grafito) y a los neutrones lentos resultantes se les denomina térmicos, de modo que los reactores basados en esta técnica se conocen como REACTORES TÉRMICOS, a diferencia de los queemplean neutrones rápidos (veloces), denominados REACTORES RÁPIDOS.
A la hora de construir un reactor, es necesario tener una masa crítica de combustible, esto
es, suficiente material fisible, en una óptima disposición del combustible y del resto de los
materiales del núcleo, para mantener la reacción en cadena. La disposición de los
absorbentes de neutrones y de las barras de control permitemantener la criticidad en
operación y la subcriticidad en parada y puesta en marcha.
COMPONENTES DEL NÚCLEO DEL REACTOR
El núcleo es la parte del reactor donde se produce y se mantiene la reacción nuclear en cadena. Su objetivo es calentar el agua del circuito primario. Se diseña para operar de forma segura y controlada, de modo que se maximice la cantidad de energía extraída del combustible. Cadacomponente del núcleo del reactor juega un papel importante en la generación de calor:
Combustible
El combustible de un reactor nuclear es un material fisionable en cantidades tales que se alcance la masa crítica, y colocado de tal forma que sea posible extraer rápidamente el calor que se produce en su interior debido a la reacción nuclear en cadena.
Barras de control
Los haces de barras decontrol proporcionan un medio rápido para el control de la reacción nuclear, permitiendo efectuar cambios rápidos de potencia del reactor y su parada eventual en caso de emergencia. Están fabricadas con materiales absorbentes de neutrones (carburo de boro o aleaciones de plata, indio y cadmio, entre otros) y suelen tener las mismas dimensiones que los elementos de combustible. La reactividad delnúcleo aumenta o disminuye subiendo o bajando las barras de control, es decir, modificando la presencia de material absorbente de neutrones contenido en ellas en el núcleo.
Moderador
Los neutrones producidos en la fisión tienen una elevada energía en forma de velocidad. Conviene disminuir su velocidad de modo que aumente la probabilidad de que fisionen otros átomos y no se detenga la reacción encadena. Esto se consigue mediante choques elásticos de los neutrones con los núcleos del moderador. Entre los moderadores más utilizados están el agua ligera, el agua pesada y el grafito.
Refrigerante
La mayor parte de la energía desprendida por fisión es en forma de calor. A fin de poder emplear éste, por el interior del reactor debe pasar un refrigerante que absorba y transporte dicho calor.El refrigerante debe ser anticorrosivo, tener una gran capacidad calorífica y no debe absorber neutrones. Los refrigerantes más usuales son gases, como el anhídrido carbónico y el helio, y líquidos como el agua ligera y el agua pesada. Incluso hay algunos compuestos orgánicos y metales líquidos como el sodio, que también se empleen para este fin.
Reflector
Es una reacción nuclear en cadena, uncierto número de neutrones tiende a escapar de la región donde ésta se produce. Esta fuga neutrónica puede minimizarse con la existencia de un medio reflector, aumentando así la eficiencia del reactor. El medio reflector que rodea al núcleo debe tener una baja sección eficaz de captura para no reducir el número de neutrones y que se reflejen el mayor número posible de ellos. La elección del...