Reactor nuclear

Descubre lo impresionante de un reactor nuclear

Por: Mou D. Khamlichi
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¿Sabías que mediante un reactor nuclear se puede obtener energía, producir plutonio y propulsar satélites? Así es, esto se logra a través de reacciones de fisión generadas en forma de cadena. Estás invitado a seguir leyendo este artículo y conocer más de ellos. Aquí veremos qué son, cómo funcionan y cómo este invento llevó a la humanidad a otro nivel.

¿Qué es un reactor nuclear?

Cuando hablamos de reactor nuclear nos referimos a un dispositivo que sirve para iniciar, controlar o mantener reacciones nucleares de fisión y fusión. A través de un reactor nuclear se puede obtener energía, realizar propulsiones de satélites, producir material fisionable e incluso desarrollar bombas nucleares.

En una central nuclear existen diversos reactores de fisión y fusión. Las centrales se encuentran ubicadas en lugares donde no se producen actividades sísmicas para evitar cualquier tipo de accidente. Cabe destacar que los reactores pueden producir desechos radioactivos en la atmósfera que son difíciles de eliminar.

Reactor nuclear

Función de un reactor nuclear

Un reactor nuclear es la parte fundamental de las plantas de energías nucleares. Pueden mantener y controlar las reacciones que se producen con el calor del proceso de la fisión. Este calor logra producir vapores que permiten girar las turbinas que generan electricidad.

Para poner a funcionar el reactor es necesario el uso de combustible nuclear. Este combustible debe obtenerse en la forma de pequeñas bolas compuestas de dióxido de uranio, el cual es encapsulado dentro de tubos metálicos sellados. Cuando los neutrones golpean uno de los núcleos de uranio provocan el proceso de fisión ocasionando que ocurra una ruptura del núcleo en componentes que emiten neutrones.

Es posible que estos neutrones sean absorbidos por materiales inertes, que no contribuyan a mantener las reacciones en cadenas. Esto a su vez ocasionaría que la reacción de fisión se desencadene. Una vez que las barras de los controles son insertadas en el interior del núcleo, la reacción se extingue en cadenas y la energía puede ser controlada.

Historia del reactor nuclear

En el año 1942 se dio a conocer el primer reactor nuclear. Enrico Fermi desarrolló un reactor de baja potencia el cual presento en la Universidad de Chicago. A través de este dispositivo se demostró que era posible un reactor y comenzó a usarse como prueba piloto de futuros diseños. De allí, inició la fabricación de plutonio que más tarde se implementó en la creación de bombas atómicas para la II Guerra Mundial.

¿Cómo está clasificado un reactor nuclear?

Un reactor nuclear se clasifica en 2:

  1. Reactor nuclear térmico

Son reactores que sirven para retrasar la velocidad de los neutrones rápidos y aumentar la porción de los neutrones lentos. Para que este proceso se lleve a cabo es necesario el uso de moderadores nucleares. Estos moderadores pueden ser de:

  • Aguas ligeras y pesadas
  • Grafitos
  1. Reactor nuclear rápido

Son reactores que usan neutrones rápidos y no necesitan moderadores de neutrones. Para este reactor es necesario el uso de combustibles nucleares ricos en materia fisible.

Componentes de los reactores nucleares

Los reactores nucleares cuentan con los siguientes elementos:

  1. Combustibles nucleares. Son combustibles que están compuestos de uranio o de otros materiales fisionables.
  2. Núcleo. Es refrigerado por fluidos de agua. Puede estar ubicado en zonas con buen flujo de agua.
  3. Moderador. Modera la velocidad de los neutrones rápidos haciéndolos más lentos. De esa manera los neutrones se pueden fisionar con otros átomos y crean nuevas reacciones que vayan en cadena.
  4. Refrigerantes. Se encarga de absorber el calor que se genera con el combustible. Comúnmente se utilizan refrigerantes que sean de agua ligera y pesada, a gases en helio o anhídrido carbónico.
  5. Reflectores. Reduce la fuga de neutrones. De esa manera mantiene la mayor cantidad de neutrones en cadena.
  6. Blindajes. Es utilizado para aislar las radiaciones que emite el reactor. Se trata de blindajes biológicos que se colocan por los alrededores del reactor para que intercepten la emisión radioactiva.
  7. Elemento de control. Se encargan de controlar la población de neutrones dentro del reactor.
  8. Vasija. Permite el paso del refrigerante.

Diferentes aplicaciones del reactor nuclear

El reactor nuclear puede utilizarse en diferentes aspectos, dentro de ellos se encuentran los siguientes:

Generador nuclear

Se usa para generar calor y energía eléctrica. Se utilizan en calefacciones industriales y para el hogar. Además, sirve para crear hidrógeno implementando el sistema de electrólisis, el cual separa elementos de los compuestos utilizando electricidad a altas temperaturas.

Otro uso de este generador es llevar a cabo la desalación, que consiste en eliminar la sal del mar o del salobre. El salobre son aguas que tienen más sales disueltas que el agua marina.

Propulsor nuclear

Se usa para ofrecer autonomía a algunos medios de transporte, entre ellos:

  • Submarinos
  • Cruceros
  • Portaaviones
  • Cohetes

Convertidor de elementos

Es un proceso que puede convertir elementos químicos en otros. Se usa para la producción de plutonio. Dicho plutonio sirve para la fabricación de armas nucleares y para el desarrollo de combustible para reactores. A través de este transmutador de elementos se puede diseñar isótopos radioactivos.

El isótopo es un átomo que pertenece a un elemento con varios neutrones dentro del núcleo y que afecta su masa atómica. También puede convertir el cobalto para utilizarlo en la medicina, así como el americio, que se implementa en dispositivos que detectan humo.

Partes de las centrales nucleares

Una central nuclear cuenta con las siguientes partes principales:

  1. Reactores. Encargados de la evaporación del agua. Es la parte central de la fisión del átomo de uranio, con el plutonio y la radio.
  2. Turbina. Se encargan de dar movimiento al generador para producir electricidad. Capaces de aprovechar la presión obtenida por la vaporización del agua, de esa forma puede girar la turbina.
  3. Generadores. Producen la energía.
  4. Congelador. Encargado de solidificar el vapor que da movimiento a la turbina para volver a utilizarla.
  5. Torre de refrigeración. Permite un mejor funcionamiento al mantener controlada la temperatura del condensador.

La mejor central nuclear

Una de las mejores centrales nucleares es Kashiwazaki-Kariwa, Japón. Se trata de una planta eléctrica totalmente moderna y grande, cuenta con salidas de 8.212 MW. Está en el tercer puesto dentro de las mejores plantas nucleares en el mundo y brinda energía a más de 16 millones de hogares.

Como pudiste notar, por medio del reactor nuclear se puede obtener energía, e incluso impulsar cohetes. Además, funcionan como convertidores de elementos químicos que pueden aplicarse en diversos campos; entre ellos la medicina. Sin duda alguna, un excelente invento que es utilizado de tan diversas maneras y que ha impactado notoriamente en el curso de la historia.

Referencias:

https://es.m.wikipedia.org/wiki/Reactor_nuclear

https://energia-nuclear.net/funcionamiento-central-nuclear/reactor-nuclear

https://definicion.de/reactor/

https://www.inin.gob.mx/mini_sitios/segundo_plano.cfm?cve_area=RN&codigo_opc=40000900

www.revistardenergia.com/nuclear-101-como-funciona-un-reactor-nuclear/

www.elperiodicodelaenergia.com/las-10-mayores-centrales-nucleares-del-mundo/


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