Centrales Nucleares

CentralesNucleares

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Índice

1 Portada

2 Índice

3 Introducción

4 Energía nuclear

5 Radiación

6 Central nuclear

7 Partes de una central nuclear

8 Reactor nuclear tipo PWR

9 Reactor nuclear tipo BWR

10 Ventajas e inconvenientes

11 Centrales nucleares en España

12 Agradecimientos

13 Blibliografía

Introducción

Enrico Fermi, padre de la física y matemático, empezaría a estudiar desde los 14 años el campo más apasionante de cualquier naturaleza; se dice que pudo calcular la potencia explosiva solamente soltando una hoja y observando cuánta distancia esta ha recorrido. Gracias a Fermi, presumimos de una de las fuentes energéticas más óptimas y menos perjudiciales del mundo. Además, es importante saber la colaboración de Lise Meitner al explicar la fisión nuclear y crear la primera bomba atómica junto a Robert Oppenheimer.

Energía nuclear

La energía nuclear es la energía liberada en un núcleo atómico (constituído de protones y neutrones) debido a una reacción nuclear que se puede producir de dos formas:

la fisión nuclear se produce al dividir el núcleo de un átomo en núcleos más pequeños, liberandose energía en forma de calor y radiación.

La fusión nuclear se desarrolla al combinar más de un núcleo atómico, generalmente utilizado los isótopos del hidrógeno Deuterio y Tritio, formando otros núcleos más pesados que liberan energía en radiación.

Radiación

La radiación es la emisión, propagación y transferencia de energía en cualquier medio en forma de ondas electromagnéticas o partículas (dualidad onda-corpúsculo). Los tipos de radiación son:

Es aquella que no tiene suficiente energía como para romper los átomos de la materia con la cual interacciona. Algunos ejemplos son las ondas de radio, la televisión, la telefonía móvil, microondas, etc.

Radiación no ionizante

Radiación ionizante

Radiación ionizante: es aquella que tiene suficiente energía como para romper los átomos de la materia que atraviesan. Está constituída por rayos X, Gamma, Beta y alfa.

Central nuclear

Una central nuclear es una instalación industrial en la que se genera electricidad a partir de la energía que se produce en un reactor nuclear. El funcionamiento de esta central se basa en el aprovechamiento del calor para mover una turbina por la acción del vapor de agua a presión, la cual está conectada a un generador eléctrico. Para conseguir el vapor de agua se utiliza como combustible el uranio-235 o el plutonio-239. El proceso se puede simplificar en cinco fases:

La fisión del uranio se lleva a cabo en el reactor nuclear, liberando una gran cantidad de energía que calienta el agua hasta evaporarla a presión. Este vapor se transporta al conjunto turbina–generador mediante un circuito de vapor. Una vez ahí, las aspas de la turbina giran por la acción del vapor y mueven el generador, que transforma la energía mecánica en eléctrica. Cuando el vapor de agua ha pasado por la turbina, se envía a un condensador donde se enfría y se vuelve líquido. Por último, el agua se transporta para volver a conseguir vapor, cerrando así el circuito del agua.

Partes de una central nuclear

Refrigerante

Moderador

Reactor nuclear tipo PWR

El (PWR) es un reactor de agua presurizada que usa el agua ligera como refrigerante y moderador de neutrones a la vez. Se distingue por tener un circuito cerrado primario que fluye a través del núcleo del reactor bajo una temperatura y presión muy altas, y un circuito secundario cerrado en el que se genera vapor para accionar la turbina. Después de la turbina, el vapor se enfría al ingresar al condensador, donde vuelve a su estado líquido y retorna al intercambiador de calor para cerrar el procedimiento. El condensador es enfriado, a su vez, por el circuito terciario abierto.

Reactor nuclear tipo BWR

En este diseño de reactores, no existe un circuito secundario agua-vapor, sino que es el mismo fluido refrigerante que circula por la vasija y el núcleo del reactor el que se evapora a su paso por el núcleo. De esta manera, de la vasija del reactor sale directamente el vapor que se dirige a la turbina. El funcionamiento de la misma es similar al de una central PWR, aunque en este caso el sistema impulsa el vapor condensado directamente hasta la vasija del reactor.

Ventajas e inconvenientes

Ventajas

1.-Es una fuente de energía enorme, que complementa a las que provienen de la energía hidráulica y térmica. 2.-La contaminación atmosférica generada es prácticamente nula. 3.-Es una alternativa a los combustibles fósiles. 4.-Las plantas nucleares pueden producir electricidad sin producir gases de efecto invernadero, por lo que, en este sentido, la energía nuclear es más respetuosa con el medio ambiente que los combustibles fósiles. De ahí como una energía verde.

Inconvenientes

1.-Se pierde mucha energía en los circuitos de refrigeración. 2.-Las instalaciones son muy costosas, pues constan de complicados sistemas de seguridad. 3.-Los residuos radiactivos que generan deben ser tratados y luego deben ser enterrados, pues emiten radiación durante miles de años. 4.-Una central nuclear media puede generar unas 60 toneladas de residuos al año. Las instalaciones son peligrosas y en caso de desmantelamiento, el coste es muy alto.

Centrales nucleares en España

Central nuclear Almaraz (Cáceres, Extremadura): central tipo PWR, 1044,5 MWeh producción bruta.

Central nuclear Cofrentes (Valencia): central tipo BWR, 1095 MWeh producción bruta.

Central nuclear de Trillo (Guadalajara, Castilla la Mancha): central tipo PWR, 1066 MWeh producción bruta.

¡Muchas gracias!

Bibliografía

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https://www.tecnatom.es/blog/como-funciona-una-central-nuclear/

https://www.saludcastillayleon.es/AulaPacientes/es/cuida-salud-16ad6f/pruebas-diagnosticas/pruebas-diagnostico-imagen/radiacion-tipos-radiacion

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https://nuevaescuelamexicana.sep.gob.mx/detalle-ficha/4730/

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https://www.fundacionendesa.org/es/educacion/endesa-educa/recursos/centrales-electricas-convencionales/que-es-la-radioactividad

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https://www.cncofrentes.es/conocenos/la-central/

https://mujeresconciencia.com/2015/03/04/lise-meitner-la-cientifica-que-descubrio-la-fision-nuclear/

https://www.ineaf.es/tribuna/ventajas-desventajas-energia-nuclear/

Intercambiador de calor

Calderas donde someten el agua a calentar hasta vapor a presión y este consta de conductos senoidales que transportan el agua calentada para así calentar el agua dirigida a las turbinas.

Torre de enfriamiento

torres que enfrían el agua empleada del exterior para refrigerar el agua dentro del circuito cerrado y regular la temperatura. Son cruciales para menorar el impacto medioambiental

Turbina

Instalación a la que llega el vapor de agua proveniente de los generadores de vapor, cuya energía se transforma, a través de los álabes, en energía mecánica de rotación. Existen varias secciones para la expansión del vapor. Su eje está directamente unido al eje del alternador.

Barras de control

Son los elementos de control del reactor que actúan como absorbentes de neutrones. Son barras de indio-cadmio o carburo de boro, que permiten controlar en todo momento la población de neutrones y la reactividad del reactor, haciendo que sea crítico durante su funcionamiento.

Moderador

Material utilizado para reducir el movimiento de los neutrones, generalmente usado el grafito.

Estructura de contención

Recinto que alberga el sistema de refrigeración del reactor y diversos sistemas auxiliares. Sirve de blindaje en operación normal e impide la fuga de productos contaminantes al exterior. Tiene la responsabilidad funcional, junto con otros sistemas de salvaguardias, de impedir la liberación, en último término, de productos de fisión a la atmósfera en caso de accidente.

Refrigerante

Fluido transmisor del calor que se introduce en el núcleo del reactor. Suele ser helio o dióxido de carbono, o líquidos como agua pesada o sodio.

Generador eléctrico

máquina eléctrica rotativa que transforma la energía mecánica en energía eléctrica.

Reactor

El reactor es el lugar donde se inician, mantienen y controlan las reacciones nucleares de fisión en cadena (el control del flujo de neutrones), que producen la energía térmica necesaria para calentar y evaporar el agua. Además, está cubierto por una vasija (tipo BWR o PWR) que es una estructura cilíndrica vertical de acero.

Condensador

Zona de enfriamiento formada por un conjunto de tubos por los que circula el agua de refrigeración. El vapor de agua que entra en el condensador procedente de la turbina se licúa pasando a fase líquida. Esta conversión produce un vacío que mejora el rendimiento de la turbina.

Barras de combustible

Material en el que tienen lugar las reacciones de fisión. Normalmente se emplea dióxido de uranio enriquecido. Se utiliza simultáneamente como fuente de energía y de neutrones para mantener la reacción en cadena. Se presenta en estado sólido en forma de pastillas cilíndricas encapsuladas en varillas metálicas de unos cuatro metros de longitud.