REACTORES+DE+FISIÓN+NUCLEAR

1. INTRODUCCIÓN DE LA ENERGÍA NUCLEAR 1.1. CENTRAL NUCLEAR 1.2. EL URANIO. REACCIÓN NUCLEAR DE FISIÓN 2. RADIACIONES 2.1. CLASE DE RADIACIONES 2.2. EL ESTUDIO DE LAS RADIACIONES 2.3. APLICACIONES Y USO DE LA RADIACTIVIDAD 3. REACTORES NUCLEARES 3.1. CONTROL DE LOS REACTORES NUCLEARES 3.2. TIPOS DE REACTORES NUCLEARES 3.3. FUNCIONAMIENTO DE LAS CENTRALES NUCLEARES 3.4. CENTRALES DE AGUA A PRESIÓN 3.5. CENTRALES DE AGUA A EBULLICIÓN 4. LA ENERGÍA NUCLEAR EN ESPAÑA 5. EL ACCIDENTE DE LA CENTRAL DE CHERNÓBYL (U.R.S.S.) 6. VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA ENERGÍA NUCLEAR 7. INFORMACIÓN ADICIONAL 8. BIBLIOGRAFÍA
 * INDICE**

El mundo necesita energía. La energía es necesaria para producir bienes y servicios. Cualquier producto que consumamos ha necesitado de energía para crearse, para transformare, para llegar hasta nosotros. Se calcula que actualmente el crecimiento de la población mundial es algo inferior al 2%.Al mismo tiempo ocurre que los recursos tradicionales se agotan. Las centrales hidráulicas que aprovechan la energía de lo ríos son incapaces por si solas de hacer frente al problema, por diversas circunstancias, su construcción resultará bastante costosa. No obstante se continúan construyendo centrales hidráulicas (lo mismo sucede con las centrales de energía solar y las centrales de energía eólica). Las reservas de petróleo y gas son limitadas y el petróleo no sólo es escaso y cada vez más caro, sino que debe reservarse para otros fines mejores que quemarlo. Las reservas de carbón son mayores por eso se esta volviendo a este combustible que había quedado un poco olvidado en la época del petróleo abundante y barato. Pero no se puede pensar en una utilización casi exclusiva y masiva del carbón, porque su combustión plantearía graves problemas de contaminación e incrementaría el calentamiento global. Entonces acudimos a la solución nuclear, para contribuir a atender las necesidades de energía de la humanidad. Las necesidades de energía son muy grandes y van creciendo año tras año. Los recursos hay que utilizarlos de acuerdo con las circunstancias reales. Por ejemplo: Estas circunstancias, y otras, son las que ha tenido en cuenta el PEN (Plan Energético Nacional) aprobado en el congreso. Las empresas eléctricas aplican aquellas soluciones técnicamente maduras (por ejemplo, la nuclear) que permitan atender las necesidades de energía del mercado. Además debemos tener en cuenta que nuestro consumo medio de electricidad por habitante es todavía bajo, lo cual quiere decir que si aspiramos a que el español pueda tener un puesto de trabajo productivo y un buen nivel de vida, debemos hacer un esfuerzo para proporcionar más energía al país. La solución española es en realidad muy similar a la de otros muchos países, con independencia de su ideología y de su organización política.
 * 1. INTRODUCCIÓN. **
 * Hay que procurar reducir la dependencia del petróleo.
 * Se debe incrementar las extracción y utilización del carbón.
 * Se debe seguir investigando en nuevas energías, de las cuales la más prometedora es la solar.

En una central nuclear se transforma la energía calorífica de un combustible en energía mecánica y ésta en eléctrica. El calor producido vaporiza el agua. El vapor pasa a una turbina que acciona un alternador produciendo la energía eléctrica. En una central térmica clásica, el calor proviene de la combustión en la caldera de un combustible como el carbón, el fuel, o el gas,en una central nuclear, el calor proviene de la reacción en cadena, conseguida a partir de pastillas de uranio, y que tiene lugar en el reactor nuclear. El calor producido en el reactor nuclear se extrae por medio de un refrigerante que circula alrededor del combustible y que por lo general es: El vapor que alimenta la turbina puede ser producido bien directamente en el reactor, caso de lo reactores de agua en ebullición, o bien por medio de un cambiador de calor, caso de lo reactores de uranio natural y de los de agua a presión. En todos los casos, el vapor después de accionar la turbina pasa por un condensador donde se enfría y condensa por medio de agua de mar o de un río. El circuito agua-vapor es un circuito cerrado, completamente independiente del agua del río o del mar.
 * 1.1. CENTRAL NUCLEAR **
 * agua, en el caso de los reactores de uranio enriquecido.
 * gas carbónico,en el caso de los reactores de uranio natural.

El uranio en un metal, como son el hierro, cobre, etc., que tiene unas determinadas propiedades y que se encuentra en la naturaleza en estado sólido mezclado con otros materiales. El uranio se compone de multitud de átomos. Cada átomo lleva dentro un núcleo el cual, a su vez, contiene diversas partículas y, entre ellas, neutrones. En el núcleo es donde se encuentra almacenada gran cantidad de energía. De ahí viene el nombre de energía nuclear. Para liberar y disponer de esta energía es preciso romper(fisionar) el núcleo, cuando una de las partículas llamada neutrón choca contra un núcleo de uranio y lo fracciona, liberando dos o tres nuevos neutrones y cierta cantidad de energía que se manifiesta en forma de calor.
 * 1.2. EL URANIO. REACCIÓN NUCLEAR DE FISIÓN **

En la fotografía adjunta se muestran algunas de las pastillas de uranio enriquecido que forman parte del combustible nuclear de un reactor. Cada una de ellas pesa alrededor de 20 g y puede producir la misma cantidad de calor o de electricidad suficientes para: Hemos visto cómo se produce una fisión pero, ¿qué sucede a partir de ese momento? Que los neutrones liberados en la rotura de cada núcleo de uranio se aprovechan para romper nuevos núcleos, liberando otros neutrones, que a su vez vuelven a chocar con otros núcleos y así sucesivamente. Al producirse muchas fisiones se dispone de una gran cantidad de calor que se podrá transformar en energía eléctrica. Este proceso se denomina reacción en cadena.
 * calentar una casa particular durante cuatro meses.
 * cocinar todas las comidas de cuatro personas durante cinco años.

Las radiaciones forman parte del mundo en el que vivimos. La humanidad ha estado siempre expuesta a radiaciones visibles e invisibles. Por ejemplo la luz es un tipo de radiación visible y el calor es un tipo de radiación sensible. Los rayos ultravioleta y los rayos X son formas de radiación que no son visibles ni sensibles, aunque si detectables.
 * 2. RADIACIONES **

Hay radiaciones naturales y artificiales:
 * 2.1. CLASES DE RADIACIONES **

A)Las radiaciones naturales provienen: La unidad de radiación de los seres vivos es el rem que es una medida de los efectos biológicos producidos por la exposición de tejidos vivos a la radiación. El orden de magnitud de la radiación natural es de unos 100 mrem.
 * De las radiaciones cósmicas que vienen de fuera de la Tierra.
 * De los elementos llamados radiactivos que se encuentran incluso en los materiales con los que se fabrican las casas en que vivimos, en el agua en que bebemos...El uranio y el radio se encuentran en rocas tan comunes como el granito, pero en pequeñas cantidades.
 * De nuestro propio cuerpo, como el potasio y el carbono.

B)Radiaciones artificiales: Se llaman radiaciones artificiales a las que provienen de fuentes creadas por el hombre, tales como aparatos de televisión, relojes con esferas luminosas, aparatos de radiografías, etc. Las radiaciones artificiales que recibimos a lo largo del año, incluidas las que provienen de las Centrales Nucleares, pueden sumar poco mas de 50 mrem por término medio y son muy inferiores a las oscilaciones naturales. Muchas de las nuevas costumbres de vida, contribuyen a aumentar la cantidad de radiación natural recibida, por ejemplo la práctica de deportes de invierno, ya que las radiaciones procedentes del espacio exterior son más intensas a grandes alturas que a nivel del mar.

A pesar de que las radiaciones han estado siempre presentes en la naturaleza, la humanidad no se había dado cuenta hasta que un científico llamado Becquerel,descubrió que un compuesto de uranio desprende una radiación penetrante. A este fenómeno se le llamo radiactividad. Los esposos Curie aislaron, de un mineral de uranio, cantidades pequeñísimas de substancias radiactivas, que llamaron polonio y radio. Los estudios realizados en este periodo de tiempo revelaron tres tipos de radiaciones: radiación alfa, radiación beta y radiación gamma. Unos años antes del descubrimiento de la radiactividad, otro científico, Roentgen, observó la emisión de una radiación penetrante procedente de un tubo de rayos catódicos, que fue el precursor del tubo de rayos X. Posteriormente se vio que los tres tipos de radiación anteriores procedían de la misma naturaleza de los rayos X. Desde entonces se estudiaron a fondo el origen y los efectos de las radiaciones. Los efectos de la radiación sobre el cuerpo humano se observaron poco después de descubrir los rayos X. Los efectos de las radiaciones fueron conocidos antes de proyectarse el primer reactor nuclear. Unos 40 años de experiencia habían avisado que los materiales radiactivos y las radiaciones penetrantes deben tratarse con cuidado. Cuando se descubrió la fisión nuclear y se identificó la naturaleza radiactiva de los productos de fisión, surgió la necesidad de adoptar cuidados adecuados en el estudio y aplicación de este fenómeno. En 1920 los científicos de varios países comenzaron a estudiar los daños que habían sufrido los primeros investigadores, debido al contacto directo o por haber ingerido materiales radiactivos o bien por exposiciones prolongadas a los rayos X, y decidieron que era necesario dictar normas y criterios y estudiar técnicas para protegerse de las radiaciones. Como resultado de todos los esfuerzos y estudios realizados se han establecido unas normas fundamentales de protección que determinan las dosis equivalentes de radiación máxima admisible. La radiación es detectable y es producida por agentes que son conocidos y controlados. Medios de protección radiológica: 1. El tiempo, que interviene de dos formas: Debemos limitar la duración de la exposición. Ejemplo: No tomar durante muchas horas el sol. Debemos almacenar las substancias radiactivas para reducir la intensidad de las mismas.
 * 2.2. EL ESTUDIO DE LAS RADIACIONES **

2. La distancia: Al aumentar la distancia también se reduce la intensidad de as radiaciones.

3. Pantalla interpuesta. La pantalla, pared o muro detiene las radiaciones. Los efectos de las radiaciones en las personas dependen de:
 * La dosis o la cantidad recibida.
 * El tipo de radiación, si es penetrante, como los rayos X y gamma, o poco penetrante, como los rayos beta.
 * La parte del cuerpo que este expuesta.
 * La clase de material radiactivo. Si la radiación es interna por inhalación o ingestión de un material radiactivo, este se dirigirá según su naturaleza a una parte u otra del cuerpo.

Los isótopos radiactivos tienen múltiples aplicaciones:
 * 2.3. APLICACIONES Y USO DE LA RADIACTIVIDAD **
 * 1) La alimentación eléctrica para satélites artificiales y lugares remotos.
 * 2) Los sistemas para medir espesores de materiales, que nos permite mejorar la calidad de fabricación.
 * 3) Los sistemas para medir niveles de líquidos, densidades, dosificación del agua en los hormigones, etc.
 * 4) Radiografías industriales que se aplican en los procesos de control de calidad.
 * 5) Los trazadores: introducción de isótopos radiactivos en pequeñas cantidades y que dejan una huella o "traza". Esta técnica se aplica en numerosos campos de la técnica y de la investigación: en metalurgia, en hidráulica, en química, etc.
 * 6) La conservación de alimentos.
 * 7) En medicina, para la reducción y eliminación de tumores (radioterapia) y observación del interior del cuerpo mediante radiografías.

En el año 1905 Albert Einstein asombró al mundo científico al publicar que la materia y la energía eran equivalentes. Aquellos que se dieron cuenta de la importancia de la predicción de Einstein pensaron que si se podía encontrar un camino para convertir cantidades relativamente pequeñas de materia en energía de una forma controlada, se pondría a disposición de la humanidad una nueva y casi inimaginable fuente de energía. Ya en 1896 Henri Becquerel descubrió el fenómeno de radiactividad, pero no se comprendió la importancia de su descubrimiento hasta que Curie, Rutherford y otros demostraron que la energía que acompañaba al fenómeno de la radiactividad era miles de veces mayor por átomo que la energía observada en las reacciones químicas. La búsqueda de un medio práctico de acceder a la tremenda energía potencial disponible en el átomo no cesó hasta que en 1939 se descubrió un nuevo tipo de desintegración atómica llamada fisión. Un reactor nuclear es básicamente una instalación en la que puede iniciarse, mantenerse y controlarse una reacción nuclear de fisión en cadena, con los medios apropiados para extraer el calor generado. El primer reactor nuclear fue operado en diciembre de 1942, en la Universidad de Chicago, bajo la dirección de Enrico Ferrni. Un reactor nuclear está formado por distintas partes, cada una de las cuales juega un papel importante en la generación de calor. Dichas partes son:
 * 3. REACTORES NUCLEARES **

Los combustibles empleados en los reactores de centrales nucleares están en forma sólida.
 * a)** **Combustible.** El combustible de un reactor nuclear es un material fisionable en cantidades tales que se alcance la masa crítica, y dispuesto de tal forma que sea posible extraer rápidamente el calor que se produce en su interior debido a la reacción de fisión en cadena.

El papel del moderador es, por tanto, disminuir la energía cinética del neutrón, mediante choques con un átomo de un material adecuado. Los moderadores más utilizados son: el agua natural, también llamada ligera, el agua pesada, el carbono (grafito). etc.
 * b)** **Moderador.** Los neutrones producidos en la fisión tienen una energía en forma de velocidad, relativamente alta. Para que se produzcan nuevos choques con estos «nuevos» neutrones, conviene disminuir su velocidad, moderarlos, y así aumenta la probabilidad de que sean «capturados» por otro átomo fisionable y no se rompa la reacción en cadena. A estos neutrones moderados se les denomina «neutrones lentos» y a los primitivos, sin moderar, «neutrones rápidos».

Los refrigerantes más usuales son fluidos, que pueden ser gases o líquidos. Para que un fluido sea un buen refrigerante debe de tener ciertas características, como: - No ser corrosivo a las vainas de los elementos combustibles ni a otras partes del reactor con lo que esté en contacto. - Tener gran capacidad calorífica. - Tener una sección de captura neutrónica relativamente baja, así como las impurezas que le acompañen.
 * c)** **Refrigerante.** Como se ha dicho, insistentemente, el calor producido en la reacción de fisión hay que extraerlo rápidamente del núcleo del reactor, formado por los elementos combustibles, por medio del refrigerante.

Los materiales más utilizados como refrigerante son el agua ligera, el agua pesada y el anhídrido carbónico.

En la práctica, al medio utilizado para cambiar la dirección de muchos neutrones que normalmente escaparían de la reacción y no volverían a reaccionar, se le conoce como reflector. Este es un material de baja sección eficaz que rodea al núcleo del reactor, La elección del material reflector depende de la clase de reactor. Si el reactor es un reactor térmico, el reflector puede ser de un material moderador, pero si es un reactor rápido entonces el reflector tiene que ser de un elemento de masa atómica grande (no moderador) para que los neutrones se reflecten en el núcleo con su original energía cinética.
 * d) Reflector.** En una reacción nuclear en cadena que tiene lugar en un reactor nuclear, un cierto número de neutrones tienden a escapar de la región donde aquélla se produce, con la consiguiente pérdida de los mismos. Esta fuga de neutrones puede reducirse, con lo que obtendremos un reactor nuclear más eficiente.


 * e) Blindaje.** Cuando un reactor nuclear está en operación, gran cantidad de radiación sale en todas las direcciones. En un reactor nuclear se producen todas las formas de radiación atómica. Los rayos alfa y beta emitidos tienen relativamente poco poder de penetración y no son causa de grandes problemas. Sin embargo, los rayos gamma y los neutrones tienen un poder grande de penetración y por esto no es posible trabajar en las proximidades del reactor sin tener una protección adecuada para evitar el riesgo humano a las radiaciones. Por ello es necesario colocar un «blindaje biológico» alrededor del reactor para interceptar las radiaciones gamma y de neutrones. Los materiales más usados para construir un blindaje en un reactor nuclear son: hormigón, agua, plomo, que para dar una idea de lo que representa un blindaje, en un reactor nuclear diremos que se necesitan espesores de muros de hormigón de alta densidad, superiores a 1,5 metros. Como se puede comprender, el tamaño y peso de un reactor se aumenta considerablemente por los blindajes.

Para que un reactor nuclear funcione durante un período de tiempo tiene que tener un exceso de reactividad sobre el valor crítico. Este exceso de reactividad es máximo con el combustible fresco y va disminuyendo con la vida del mismo hasta que se anula. El reactor tiene que funcionar en condiciones de criticidad, lo que significa que el exceso de reactividad tiene que mantenerse en un valor cero. Para controlar la reactividad en los reactores nucleares de agua natural, se puede proceder de varias formas: La introducción de absorbentes de neutrones en el núcleo por medio de barras llamadas de control, es un medio rápido y eficaz de control. En determinadas circunstancias puede disolverse en el moderador, cuando éste es líquido, un absorbente de neutrones como el ácido bórico. Este procedimiento de control es lento, pero tiene la ventaja que no distorsiona el flujo neutrónico como ocurre con las barras de control, lo que puede originar puntos calientes en los elementos combustibles, cosa no deseable. En funcionamiento normal, un reactor nuclear tiene las barras de control en posición extraída del núcleo, pero el diseño de las centrales nucleares es tal que un fallo en un sistema de seguridad, siempre actúa en el sentido de seguridad del reactor. Así, un fallo en el sistema de control del reactor, las barras de control caerían dentro del núcleo por gravedad, compensando instantáneamente la reactividad del núcleo y parándose el reactor. Otro tipo de control se realiza con materiales absorbentes o venenos combustibles que van desapareciendo por captura neutrónica y que se encuentran dentro del núcleo y no son extraíbles.
 * 3.1. CONTROL DE LOS REACTORES NUCLEARES **

Los tipos de reactores nucleares pueden clasificarse ateniéndose a varios criterios, los más comunes son los siguientes: - Según la velocidad de los neutrones que producen las reacciones de fisión: reactores rápidos y reactores térmicos. - Según el combustible utilizado: reactores de uranio natural, en los que la proporción de uranio 235 en el combustible es la misma que se encuentra en la Naturaleza, esto es, aproximadamente 0,7 por 100; reactores de uranio enriquecido, en los que la proporción de uranio 235 se ha aumentado hasta alcanzar un 3% o un 4%. - Según el moderador utilizado; los que utilizan agua ligera, agua pesada o grafito. - Según el material usado como refrigerante: los materiales más utilizados son el agua (ligera o pesada) o un gas (anhídrido carbónico y helio), que a veces actúan simultáneamente como refrigerante y moderador, Otros refrigerantes posibles son: aire, vapor de agua, metales líquidos o sales fundidas. Hay varios tipos de centrales nucleares. Sus diferencias estriban en los distintos tipos de reactores que utilizan para producir energía, ya que una vez producido el vapor todas emplean los mismos sistemas convencionales.
 * 3.2. TIPOS DE REACTORES NUCLEARES **

Las centrales nucleares se diferencian de las térmicas de carbón, petróleo o gas, en principio, solamente en la forma de proporcionar el calor al agua para que se convierta en vapor y actúe sobre la turbina. El resto de la instalación de una central nuclear es idéntica a una de carbón, como se ilustra en el esquema adjunto.
 * 3.3. FUNCIONAMIENTO DE LAS CENTRALES NUCLEARES **

Este tipo de centrales se denominan así porque el agua natural o ligera, que actúa como refrigerante y moderador del reactor nuclear, está a una presión superior a la de saturación con el fin de impedir su ebullición. En este tipo de centrales hay tres circuitos bien diferenciados: a) Circuito primario. El circuito primario es el del agua que se hace circular por el reactor y por el haz tubular de los generadores de vapor, cuyos elementos principales son: - Vasija del reactor. - Generador de vapor. - Bomba del refrigerante del reactor. - Presionador.
 * 3.4. CENTRALES DE AGUA A PRESIÓN (PWR, Pressurized Water Reactor) **

b) Circuito secundario. Es el del agua que se calienta y se vaporiza en el generador de vapor y pasa en forma de vapor por la turbina y se condensa en el condensador. Este circuito comprende los elementos. - Generador de vapor. -Turbina-generador eléctrico, -Condensador.

c) Circuito terciario. Es el del agua de refrigeración del condensador y puede ser en circuito cerrado o abierto.

La vasija del reactor para una central de unos 1.000 MWe de potencia es un recipiente de acero especial de unas 400 t de peso. En ella está el núcleo del reactor compuesto por pastillas de dióxido de uranio ligeramente enriquecido (2-3 por 100) en U-235. La fisión nuclear produce una gran cantidad de calor que pasa del combustible al agua de refrigeración incrementando su temperatura en unos 350 ºC. El agua de refrigeración actúa también como moderador de la energía de los neutrones en la reacción nuclear de fisión en cadena. El reactor se controla por medio de las barras de control y por ácido bórico disuelto en el refrigerante. Tanto las barras de control como el boro son buenos absorbentes de neutrones y tienden a hacer menos reactivo el núcleo. El agua a presión calentada en la vasija circula por las toberas de la rama caliente al generador de vapor, o cambiador de calor, donde pasa por el haz de tubos e intercambia su calor con el agua que los rodea transformándola en vapor. Los generadores de vapor aseguran una separación física entre el agua del refrigerante del reactor del circuito primario y el ciclo del vapor secundario. El lado primario del generador de vapor consiste en un fondo semiesférico, dividido en dos mitades por una placa, y el haz tubular. La placa separa la entrada y la salida del agua de refrigeración. El haz tubular está formado por un número elevado de tubos de pared delgada para conseguir una superficie de intercambios adecuada y una buena transmisión de calor de acuerdo al diseño termo-hidráulico. El agua enfriada que sale del generador por la zona fría del circuito es impulsada por una bomba del reactor, cerrando así el circuito primario. En todo el sistema del refrigerante del reactor, circuito primario, se mantiene la presión, mediante un elemento denominado «presionador» que está conectado a uno de los lazos de refrigeración. Es un cilindro de acero que en funcionamiento normal de la central, un 60 por 100 de su volumen, está ocupado por agua y un 40 por 100 de vapor. Interiormente lleva unas resistencias eléctricas para mantener el agua a temperatura de saturación. La existencia de las fases líquido-vapor permite atenuar el cambio de volumen del agua, debido a una variación de la temperatura del refrigerante, mediante la creación de más vapor o disminuir éste y corregir de esta forma la variación de presión en el primario. En el caso de incrementos importantes de presión que no pueda asumirlas el sistema, produciría la apertura de las válvulas de alivio, y en caso extremo se abrirían las válvulas de seguridad. Todo el circuito primario va dentro del edificio de contención. Este edificio de pared cilíndrica va rematado de una cúpula semiesférica o semielíptica, aunque también puede darse una configuración esférica. La estructura de la obra puede ser de hormigón armado o pretensado e incluso de acero. Las paredes interiores van recubiertas de chapas de acero soldadas, que aseguran la más completa estanqueidad. La estructura de la contención puede ser de tipo simple o doble. Este edificio tiene que estar diseñado para cargas normales y para cargas debidas a accidentes, tanto internos como externos, así como las cargas de servicio (de construcción, de ensayo, terremoto básico de diseño) y las cargas factoriales que incluyen las cargas de presión y temperatura como consecuencia del accidente máximo de diseño, terremoto con parada segura, etc. La finalidad de este edificio de contención es impedir la salida de los productos de fisión tanto en condiciones normales como de accidente, así como de barrera biológica.
 * CIRCUITO PRIMARIO **

La separación física de los circuitos primario y secundario se realiza a través del generador de vapor que, en su parte del secundario, está formado por una carcasa que actúa de barrera de presión alrededor del haz de tubos (primario) y de una parte superior donde se aloja el separador de humedad del vapor, El agua de alimentación entra en el generador por la tobera correspondiente y el agua baja a través del espacio anular entre la carcasa y la camisa del haz tubular y sube entre los tubos del haz donde absorbe el calor que le transfiere el agua de refrigeración la cual circula por el interior de los tubos, hasta convertirse en vapor. Este vapor va mezclado con agua, por lo que debe eliminarse ésta en el separador de humedad, ya que la turbina no admite mezcla de vapor y agua. El vapor llega a la turbina, acciona los álabes de la misma, y hace girar el generador eléctrico acoplado a ella produciendo energía eléctrica. La turbina tiene una sección de alta presión y varias de baja presión. El vapor al salir de la turbina de alta presión tiene una cantidad de humedad que hay que quitar para mejorar el rendimiento de la turbina. Esto se consigue pasando el vapor por un recalentador de humedad. El vapor recalentado se transfiere a las turbinas de baja presión, cuyo número depende de la potencia eléctrica de la central. El vapor, una vez que ha pasado por la turbina, se enfría en el condensador, que es un cambiador de calor de grandes dimensiones. El agua condensada se recoge en una cámara llamada «pozo caliente», desde donde es impulsada, por las bombas correspondientes, a un sistema de precalentamiento, y de ahí a los generadores de vapor, cerrándose el ciclo.
 * CIRCUITO SECUNDARIO **

Para enfriar el vapor en el condensador se requiere una gran cantidad de agua. Esta agua debe provenir del mar, lagos o ríos, devolviendo el agua a su origen prácticamente en su totalidad, pero algo más caliente. A este sistema de refrigeración se le denomina de «ciclo abierto». Es un sistema de «ciclo cerrado», el agua pasa a una torre de refrigeración, donde se evapora en parte, se refrigera y vuelve a entrar en el ciclo, gastando una pequeña cantidad de agua.
 * CIRCUITO TERCIARIO **

A estas centrales se las denomina así porque el agua natural o ligera actúa como refrigerante y moderador del reactor nuclear, El agua, mantenida a una presión de unas 70 atm, entra en ebullición y este vapor va directamente a la turbina. En estas centrales, a diferencia con los PWR, no tienen generador de vapor, que era la interfase entre el agua del primario y el vapor del secundario. El combustible nuclear (UO2) está encerrado dentro de la gran vasija llena de agua, donde se produce la ebullición de la misma. El vapor pasa por un sistema de separador de agua y secado, antes de ser enviado a la turbina. El vapor, una vez que ha pasado por los álabes de la turbina para mover el generador eléctrico, se condensa en el condensador y se envía directamente a la vasija. El agua de refrigeración se recircula para controlar el nivel de ebullición y en último término la potencia del reactor. La característica principal de estos reactores, además de la ya expresada de la ebullición directa del refrigerante, es el sistema de contención, que consta de un edificio de hormigón que constituye el blindaje biológico y dentro de él, la contención propiamente dicha, que es una construcción de acero de forma cilíndrica coronada por una figura semicircular. Dentro de este edificio metálico está albergada la vasija, el pozo seco, la piscina de relajación, bombas de circulación, válvulas de seguridad, etc., y su función es retener a los posibles productos de fisión, en caso de accidente. La piscina de relajación es un gran depósito de condensación para las descargas de vapor, que proviene de las válvulas de seguridad, durante los transitorios. Es también un sumidero de calor y una fuente de agua para la refrigeración del núcleo en caso de accidente de pérdida de refrigerante del reactor. Al igual que los reactores a presión existen sistemas de seguridad cuya función es salvaguardar las barreras que impiden que los productos salgan fuera de ellas.
 * 3.5. CENTRALES DE AGUA A EBULLICIÓN (BWR, Boiling Water Reactor) **

En la actualidad hay más de 429 centrales nucleares funcionando en el mundo. En España se encuentran en funcionamiento 6 centrales nucleares. La producción de energía eléctrica nuclear en España durante 2005 fue de 57.550 GWh., lo que representó el 19,51% del total de la producción del sistema eléctrico nacional. Ello nos sitúa en el decimoséptimo lugar en el mundo. España cuenta con una notable infraestructura, que comprende empresas de ingeniería, construcción, fabricación de bienes de equipo, garantía de calidad y servicios, formación de operadores, etc, cuya sólida experiencia y cualificación tecnológica son reconocidas internacionalmente.
 * 4. LA ENERGÍA NUCLEAR EN ESPAÑA **

En España, la gestión del combustible en su primera fase del ciclo (como materia prima para la central) corresponde a la Empresa Nacional de Uranio S.A. (UNESA), con una actividad fundamentalmente comercial. La segunda parte del ciclo de combustible nuclear ( cuando ya ha sido utilizado en las centrales nucleares), así como el desmantelamiento de instalaciones, lo gestiona la Empresa Nacional de Residuos S.A. (ENRESA). Esto exige un gran esfuerzo en Investigación y Desarrollo (I + D), así como el diseño y ejecución de estrategias a muy largo plazo. En la actualidad, los residuos de baja y media actividad, se almacenan en El Cabril (Córdoba). Los residuos de alta actividad se almacenan (provisionalmente) en contenedores y piscinas, dentro de la central. No funciona ninguna instalación como almacenamiento definitivo, y está en fase de desarrollo su ubicación en formaciones geológicas profundas, por lo que se siguen almacenando en las propias centrales. En España no existe ningún centro de reprocesamiento con lo cual es necesario enviarlo al exterior,principalmente a Francia.
 * RESIDUOS RADIACTIVOS **

La central nuclear de Chernobil consta de cuatro unidades de 1.000 MWe cada una, equipadas con un reactor del tipo RBMK, que es de tipo heterogéneo con moderador de grafito, refrigerado por agua en ebullición que circula a través de un canal en el que se encuentra el combustible. Los reactores RBMK no disponen de edificio de contención, en el sentido que se tienen de él en las centrales occidentales, sobre todo las PWR y BWR. La parte superior del edificio del reactor es un cierre convencional sobre las paredes de hormigón, las cuales soportan la grúa puente. Esta central está situada junto al río Pripyat, muy cerca de la ciudad de Kiev. Al parecer aunque los reactores RBMK cuentan con sistemas de seguridad relativos a la protección del núcleo, a la evacuación del calor residual, y al confinamiento de productos radiactivos, no parece que la filosofía de la energía nuclear en la URSS obedeciera a instituciones independientes del explotador. En Chernobil se deseaba realizar un experimento en el que se pretendía demostrar que la energía eléctrica producida por el alternador a partir de la inercia de las aletas de la turbina sin vapor, podía ser utilizada para alimentar ciertos componentes del sistema de refrigeración de emergencia, durante tiempos cortos, hasta que pudiera disponerse de los generadores de emergencia. Este tipo de experimentos no se tiene noticias que se hayan realizado en occidente; y además no era preciso que funcionase el reactor, ya que podría realizarse en cualquier central convencional. Además, se violaron las normas de funcionamiento, llegando a situaciones en las que se redujeron los márgenes de seguridad hasta límites inaceptables, sin considerar en profundidad la respuesta del núcleo del reactor, cuya inseguridad intrínseca está totalmente demostrada, al tener valor de reactividad positivas, las cuales no se tienen en reactores similares a los españoles. Las únicas consecuencias, y la secuencia accidental conocidas fueron presentadas en agosto de 1986 en Viena por una delegación soviética presidida por el académico Dr. V. A. Legasov. En la descripción oficial se indica que el accidente, ocurrido en la noche del 25 al 26 de abril de 1986, fue provocado por un transitorio de potencia, ocasionado a su vez por un aumento de la reactividad provocado por la ebullición del agua. Al acumularse una energía en el combustible del orden de 300 cal/g, se produjo una disgregación del combustible seguida de dos explosiones. El modelo teórico oficial indica que en menos de tres segundos se pasó de 200 a 530 MW, y que el tiempo total del transitorio fue de veinte segundos. La violencia de la energía desprendida (según los expertos franceses: 200 M julios) provocó la elevación de la losa soporte del reactor, rompiendo la cavidad del reactor, y por tanto se hizo inoperativo el sistema de contención, La entrada de aire facilitó la combustión del grafito. La liberación de productos radiactivos fue muy intensa hasta el 6 de mayo y días subsiguientes, Durante los diez primeros días la tasa fue del orden de varios millones de curios al día.
 * 5. EL ACCIDENTE DE LA CENTRAL DE CHERNÓBYL (U.R.S.S.) **

La energía nuclear de fisión tiene como principal ventaja que no utiliza combustibles fósiles, por lo que no emite gases de efecto invernadero. Esto es importante debido al Protocolo de Kyoto, que obliga a pagar una tasa por cada tonelada de CO2 emitido. Además, genera gran cantidad de energía consumiendo muy poco combustible y las reservas de combustible nuclear son suficientes para abastecer a todo el planeta durante más de 100 años.
 * 6. VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA ENERGÍA NUCLEAR **

Actualmente, la industria nuclear de fisión, presenta varios peligros:

Además de producir una gran cantidad de energía eléctrica, también produce residuos nucleares que hay que albergar en depósitos aislados y controlados durante largo tiempo. Las emisiones contaminantes indirectas derivadas de la construcción de las centrales nucleares, de la fabricación del combustible y de la gestión posterior de los residuos radiactivos son muy peligrosas y podrían llegar a tener una gran repercusión en el medio ambiente y en los seres vivos si son liberados o vertidos a la atmósfera, llegando incluso a producir la muerte, y condenar a las generaciones venideras con mutaciones.

Estos residuos tardan siglos en descomponerse y por lo que su almacenamiento debe asegurar protección y que no contaminen durante todo este tiempo. Uno de los procedimientos más utilizados es su almacenamiento en contenedores cerámicos, pero ahora se está proponiendo su almacenamiento en cuevas profundas, los llamados almacenamientos geológicos profundos (AGP) donde el objetivo final es que queden enterrados con seguridad durante varios miles de años aunque esto no puede garantizarse.

Los residuos más peligrosos generados en la fisión nuclear son las barras de combustible, en las que se generan isótopos que pueden permanecer radiactivos a lo largo de miles de años como el curio, el neptunio o el americio. También se generan residuos de alta actividad que deben ser vigilados, pero que duran pocos años y pueden ser controlados.

Otra gran preocupación es que roben estos residuos y los utilicen como combustible para bombas atómicas o armas nucleares, ya que en sus inicios la energía nuclear se utilizó para fines bélicos. Por eso estas instalaciones poseen niveles de seguridad más elevados que el resto de instalaciones industriales.

En la actualidad se están realizando estudios sobre la fusión nuclear para sustituir a la fisión nuclear, ya que contamina menos y también es muy rentable.

https://www.youtube.com/watch?v=e4I5GjnoBfU https://www.youtube.com/watch?v=n8HLOMUMoNY https://www.youtube.com/watch?v=fDPl2dnT6nk https://www.youtube.com/watch?v=9hf7pTaGis4 https://www.youtube.com/watch?v=6Hrgi3oJM9E
 * 7. INFORMACIÓN ADICIONAL **
 * PROYECTO MANHATTAN **

Esta información ha sido obtenida de apuntes de primero de bachillerato.
 * 8. BIBLIOGRAFÍA **