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Energia nucleoelectrica - ¿Qué es una Central Nuclear ?, ¿Cómo funciona una central nuclear?



¿Qué es una Central Nuclear ?
Al igual que los otros dos tipos de energía de base, el principio de producción de
electricidad de una central nuclear es el movimiento de turbinas a partir de una fuerza externa.

Tanto en el caso de los reactores nucleares como en el de las plantas de energía térmica
convencionales, la fuerza del vapor es la que mueve esas turbinas, en las del tipo
hidroeléctrica es la fuerza de las aguas la que lo hace.
La forma de generar el vapor es la principal diferencia entre los reactores nucleares y
las centrales térmicas convencionales. Mientras que éstas últimas utilizan carbón, fuel-oil, gas
o petróleo para calentar las enormes calderas de agua que producen el vapor, los primeros se


valen de la fisión nuclear generada en el ‘núcleo’ del reactor para calentar el agua que pasa
por un circuito secundario independiente, lo cual permite su posterior recuperación.
¿Cómo funciona una central nuclear?
Una central de este tipo utiliza combustible “nuclear”, esto es, material que contiene
núcleos fisionables (es decir que se pueden ‘partir’); en lugar del combustible “convencional”.
El Uranio 235 es un material fisionable, como así también el plutonio, pero del uranio
natural que se extrae de las canteras sólo una parte en 140 es uranio 235, el resto es
inutilizable. Un reactor puede funcionar tanto con uranio natural (escaso material fisionable)
como con uranio enriquecido, -al cual se lo ha tratado especialmente paraaumentar su
rendimiento (mayor proporción de U.235)-.
El calor para generar vapor proviene del proceso de fisión. La fisión comienza cuando
un neutrón a gran velocidad choca contra un núcleo, el núcleo no puede albergar el neutrón
extra y se parte formando dos núcleos mas pequeños. Al mismo tiempo se liberan varios
neutrones que van a chocar contra otros núcleos, que a su vez se rompen y liberan mas
neutrones, y así sucesivamente. Dado que el primer neutrón desencadena una serie de fisiones,
este procedimiento se denomina reacción en cadena. Así, se puede generar una enorme


cantidad de energía y de calor en una fracción de segundo Ver figura) Dario Jinchuk Pagina 4 06/03/2003

Este proceso se lleva a cabo en el núcleo del reactor, formado por los ‘elementos
combustibles’.

El núcleo del reactor se encuentra rodeado de una sustancia llamada moderador que se
utiliza para frenar la velocidad de los neutrones hasta llevarlos a la energía térmica (una
velocidad aprox. 3.700 m/s, a una temperatura de 290 grados C) y aumentar la probabilidad de
choque con otros núcleos. En los reactores que utilizan uranio enriquecido como elemento
combustible se utiliza agua común o grafito como moderador, en cambio en los reactores que
utilizan uranio natural, (menos cantidad de núcleos fisionables) se utiliza agua pesada, tal es el
caso de las centrales nucleares argentinas de Atucha y Embalse
El agua pesada esta formada por dos atomos de deuterio y unode oxígeno (el deuterio
es un isótopo del hidrógeno que posee un neutrón mas en su núcleo, por lo tanto es mas
denso). Los neutrones provenientes de la fisión tienen una gran velocidad, con la cual es mas
difícil hacerlos chocar contra otros núcleos, por lo tanto es necesario frenarlos mediante
choques con otras sustancias capaces de extraerles energía sin absorberlos. Esta función es, en
parte, cumplida por el agua pesada que es aproximadamente 100 veces mas absorbente que el
agua normal, por eso se la emplea con uranio natural, deficiente en uranio-235. En cambio,
con uranio enriquecido, con el cual se generan mas neutrones, se puede usar agua común. El
uso del agua como moderador, en lugar del grafito utilizado en algunos modelos de reactores
soviéticos como el de Chernobyl, reduce el riesgo de incendio.
Dentro del núcleo se insertan, con el fin de controlar la potencia de la fisión, las
denominadas ‘barras de control’.
Estas barras son generalmente de cadmio, un material que
absorbe los neutrones que chocan contra ellas durante el proceso de fisión evitando que
progrese la reacción en cadena.
El núcleo del reactor de Atucha I, por ejemplo, cuenta con 29 barras de control y son
necesarias solo 3 para detener el proceso en el acto. En caso de producirse un recalentamiento,
y de ser necesario detener el reactor en forma inmediata, también se puede introducir dentro
del núcleo acido bórico que actúa de una forma similar a las barras de control.







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