Dentro de una central nuclear.

Dentro de una central nuclear es una explicación lo más sencilla posible para entender cómo funciona una central nuclear para niños y adultos.

Dentro de una central nuclear se genera electricidad a partir de energía nuclear,  a través de una reacción en cadena de fisión nuclear dentro de una piscina,  produciendo energía térmica en forma de vapor de agua.

Para qué sirve una central nuclear

Este vapor hace girar una turbina conectada a un generador que transforma la energía mecánica en energía eléctrica.

En una central nuclear la energía térmica liberada se utiliza para calentar agua a alta presión y alta temperatura hasta convertirla en vapor.

Su componente principal es el reactor nuclear, que contiene el combustible nuclear (uranio).

Permiten iniciar, mantener y detener la reacción nuclear de forma controlada.

De no ser controlada se puede producir un accidente como el de la central nuclear Chernobyl.

Dos tipos principales de centrales nucleares lideran la industria nuclear

Existen diferentes tipos de reactores nucleares dentro de una central nuclear, pero existen dos diseños destacados que están presentes en más del 80% de las casi 450 unidades operativas en el mundo:

  • Reactor de agua a presión (PWR);
  • Reactor de agua en ebullición (BWR);

Cómo funciona la energía nuclear en un reactor PWR

Cómo funciona la energía nuclear en un reactor PWR. - GoodMorningVietnam.es

Es importante tener en cuenta que en la fisión nuclear los núcleos de los átomos pesados ​​son bombardeados con neutrones y luego se descomponen en núcleos más pequeños y livianos.

Cuando esto sucede, liberan la energía que une los neutrones y los protones que los componen, y luego emiten infinidad de nuevos neutrones.

Estos pueden producir más fisiones a medida que interactúan con nuevos núcleos pesados, que luego emitirán nuevos neutrones y así sucesivamente para que la reacción se mantenga.

Este efecto multiplicador en bucle se conoce como reacción en cadena de la fisión nuclear.

Las cinco etapas dentro de una central nuclear

  1.  La fisión del uranio tiene lugar en el interior del reactor nuclear. Libera una gran cantidad de energía que calienta el agua refrigerante que circula a una presión muy alta.
  2.  Este agua es transportada por el circuito primario a un intercambiador de calor (generador de vapor) que produce vapor de agua. Este vapor es transportado al conjunto turbinas a través de un circuito secundario.
  3.  Una vez allí, los álabes de la turbina mueven el alternador y la energía mecánica se transforma en electricidad.
  4.  Cuando el vapor de agua pasa por la turbina se envía a un condensador para que se enfríe y vuelva a ser agua líquida.

Luego, el agua es transportada al nuevo generador de vapor para volver a convertirse en vapor dentro de un circuito cerrado.

Componentes principales dentro de una central nuclear

Un reactor nuclear es un sitio que puede iniciar, sostener y detener reacciones de fisión nuclear en cadena de forma controlada, con los medios adecuados para extraer el calor generado. Clic para tuitear

Combustible atómico

Barras de control nuclear. - GoodMorningVietnam.es

El material, generalmente dióxido de uranio enriquecido, donde tienen lugar las reacciones de fisión.

Se utiliza simultáneamente como fuente de energía de neutrones para sostener la reacción en cadena.

Se presenta en estado sólido en forma de pastillas cilíndricas encapsuladas en varillas de unos pocos metros de largo.

Moderador líquido

Agua que frena los neutrones generados por la fisión, lo que da lugar a nuevas fisiones y al sostenimiento de la reacción en cadena.

Agua de refrigeración

La misma agua que induce las fisiones como moderador, que ahora sirve para extraer el calor generado por la reacción de fisión del uranio en el combustible.

Varillas nucleares de mando

Los elementos de control en el reactor. Actúan como absorbentes de neutrones.

Estas varillas están hechas de indio-cadmio o carburo de boro y permiten controlar constantemente la población de neutrones manteniendo estable el reactor; también permiten detener la reacción cuando sea necesario.

indio-cadmio.- GoodMorningVietnam.es
indio-cadmio.

 

Un trozo de carburo de boro. El carburo de boro forma las placas internas de este chaleco antibalas de alta protección.

¿Que es el Cadmio?

El cadmio es un metal resistente y dúctil que se usa en una variedad de aplicaciones industriales, como la producción de baterías, pigmentos, plásticos y metalurgia.

Se encuentra en la tierra en forma de minerales y se puede liberar al medio ambiente a través de la combustión de combustibles fósiles, la escorrentía de los suelos contaminados y la producción industrial.

El cadmio es una de las principales sustancias tóxicas para los seres humanos, por lo que su presencia en el medio ambiente plantea preocupaciones importantes.

¿Por que el Cadmio es importante?

El cadmio es un metal importante para la industria.

Se utiliza en una variedad de aplicaciones industriales, como la producción de baterías, pigmentos, plásticos y metalurgia.

El cadmio también se utiliza en la producción de pinturas, acuarelas y tintas, así como en la producción de acero, aleaciones metálicas.

Un trozo de carburo de boro.- GoodMorningVietnam.es
Un trozo de carburo de boro.
El carburo de boro forma las placas internas de este chaleco antibalas de alta proteccón.- GoodMorningVietnam.es
El carburo de boro forma las placas internas de este chaleco antibalas de alta proteccón.

 

Alertan de la presencia de plomo y cadmio en las tabletas de chocolate negro de marcas conocidas.

 

Blindaje

Evita la fuga de radiaciones y neutrones desde el interior del reactor hacia el exterior. Por lo general, el blindaje se compone de hormigón, acero y plomo.

El plomo es un magnífico aislante de la radioactividad.

¿Recuerdas cuando te tomas una radiografía de Rayos X en un hospital? Pues las paredes están recubiertas de plomo para evitar la fuga de rayos.

Si no es posible el aislamiento del habitáculo los profesionales o doctores suelen llevar batas de plomo, como antiguamente.

Elementos de seguridad

Edificio de contención en central nuclear como medida de seguridad - GoodMorningVietnam.es

Todas las centrales nucleares cuentan con múltiples sistemas de seguridad para evitar la fuga de radiactividad al exterior.

Estos sistemas incluyen el edificio de contención.

Edificio de contención en central nuclear como medida de seguridad.

Todas las centrales nucleares cuentan con múltiples sistemas de seguridad para evitar la fuga de radiactividad al exterior.

Estos sistemas incluyen el edificio de contención.

Las partes principales de reactor nuclear por dentro

Central nuclear en España.

Componentes principales dentro de una central nuclear - GoodMorningVietnam.es

Presurizador

Un componente del circuito de refrigerante primario.

Equilibra la etapa líquida y la etapa de vapor en condiciones de saturación para controlar su presión.

Vasija del reactor

Una vasija de acero que alberga el reactor nuclear, el componente principal de la planta de energía nuclear, donde tiene lugar la fisión nuclear de reacción en cadena. El núcleo está compuesto por los elementos combustibles.

Combustible

El material donde tienen lugar las reacciones de fisión.

Suele ser dióxido de uranio enriquecido.

Se utiliza simultáneamente como fuente de energía y de neutrones para sostener la reacción en cadena.

Se presenta en estado sólido en forma de pastillas cilíndricas encapsuladas, en el interior de varillas metálicas de unos 4 metros de largo.

Combustible de uranio para una central nuclear. - GoodMorningVietnam.es

Combustible de uranio para una central nuclear

Barras de control

Estos son los elementos de control del reactor, que sirven como absorbentes de neutrones.

Son barras que se van introduciendo y sacando según la energía necesitada y permiten controlar constantemente la población de neutrones y la reactividad del reactor.

De esta forma es crítico durante su operación y subcrítico durante las paradas.

Generadores de vapor

Intercambiadores de calor donde el agua refrigerante del circuito primario, que circula por el interior de los tubos en forma de U invertida, cede toda su energía al circuito secundario y se convierte en vapor de agua.

Edificio de contención

Alberga el sistema de refrigeración del reactor, así como varios sistemas auxiliares.

Actúa como blindaje durante el funcionamiento normal y evita la fuga de productos contaminantes al exterior.

Su responsabilidad funcional, junto con otros elementos de salvaguardia, es evitar la liberación de elementos de fisión a la atmósfera en caso de accidente.

Turbina

Aquí es donde se recoge el vapor de agua de los generadores de vapor, y donde las paletas transforman su energía en energía mecánica de rotación.

Hay varias secciones para la expansión de vapor.

El eje está firmemente unido al eje del alternador.

Alternador

Sistema que produce electricidad al convertir la energía mecánica de rotación de la turbina en energía eléctrica de potencia media y alta intensidad.

Transformador

Este sistema aumenta la tensión de la electricidad producida en el alternador para minimizar pérdidas en su transporte a los puntos de consumo.

Agua refrigerante

Agua tomada de un río, embalse o del mar y utilizada para licuar el vapor de agua en el condensador.

Puede ser devuelto a su fuente (ciclo abierto) o reutilizado en la torre de enfriamiento (circuito cerrado).

Torre de enfriamiento

Un sitio que permita enviar a la atmósfera parte del calor residual producido en la generación de electricidad; la atmósfera actúa como un foco frío.

Se utiliza para enfriar el agua que circula por el condensador y forma parte del circuito auxiliar de refrigeración de la planta.

Condensador

Intercambiador de calor compuesto por un conjunto de tubos, por cuyo interior circula el agua refrigerante.

El vapor de agua que ingresa al condensador desde la turbina luego se licua.

Esta conversión produce un vacío que mejora el funcionamiento de la turbina.

Central nuclear ventajas y desventajas

Vídeo y sonido de la puesta en marcha de una central nuclear.

Central nuclear ventajas y desventajas. - GoodMorningVietnam.es

Ventajas

  • Fuente de energía limpia;
  • Creación de empleos;
  • Apoya la seguridad nacional;

Desventajas

  • Transporte, almacenamiento y eliminación del combustible usado;
  • Altos costos operativos;

 

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