EL ACCIDENTE DE CHERNOBYL.
En la tarde del viernes 25 de abril de 1986, la plantilla del reactor número 4 del complejo nuclear de Chernobyl se preparó para realizar un experimento para el día siguiente. El objetivo era averiguar el tiempo que estarían las turbinas girando y produciendo energía si se producía una caída del suministro eléctrico. Se trataba de un test que entrañaba ciertos riesgos, pero ya había sido realizado con anterioridad. Como parte de la preparación desactivaron algunos sistemas de control críticos, incluyendo los mecanismos de seguridad para la parada automática.
Inmediatamente, después de la 1:00 de la madrugada del 26 de abril se produjo una caída del caudal de agua de refrigeración y la potencia de la central comenzó a subir. A la 1:23 (hora local), un operario intentó detener el reactor para dejarlo en modo de baja potencia, pero provocó un aumento muy brusco de la potencia, consecuencia de errores previos y de fallos de diseño. Este aumento provocó una explosión de vapor que destrozó la losa de 1.000 toneladas que cubría el edificio de contención del reactor a la 1:23:44. Hubo una fusión del núcleo del reactor y luego una segunda explosión que arrancó fragmentos del ardiente y altamente radiactivo núcleo de combustible nuclear. La entrada de aire provocó la combustión de varias toneladas de bloques aislantes de grafito que, cuando empieza a quemarse, es casi imposible de detener.
La explosión liberó una cantidad de radioactividad al medioambiente 200 veces mayor que la desprendida conjuntamente por las bombas atómicas lanzadas en 1945, por Estados Unidos en la segunda guerra mundial, en las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki; estos elementos (entre otros: iodo 131, cesio 137 y 134, estroncio 90 y plutonio 239) crearon una masa de aire contaminada: la nube radioactiva. Esta nube, arrastrada por el viento, afectó, además de la zona próxima a la central, miles de kilómetros; contaminando grandes áreas de Bielorrusia, Ucrania, Rusia, amplias zonas de Asia y la mayor parte de Europa. La nube radioactiva alcanzó España, especialmente las comunidades autónomas de Cataluña y Baleares.
Una parte importante de las emisiones de radioactividad, alrededor de un 25%, se produjeron en las 24 horas siguientes a la explosión del reactor; el resto fue emitido en el transcurso de los nueve días siguiente que duró el intenso incendio declarado. Más 800.000 personas, los llamados "liquidadores", fueron los responsables de la extinción del fuego y otras tares de urgencia en los días inmediatos al accidente. Estos, trabajaron casi sin protección y sin control de las elevadas dosis de radiación a las cuales estaban expuestos, causa por la cual el accidente de Chernobyl está ya cobrándose docenas de miles de víctimas entre los liquidadores, datos que se confirman con los proporcionados por los Gobiernos bielorruso, ucraniano y ruso.
Según datos oficiales, más de 400.000 personas se vieron forzadas a dejar sus hogares. Otros muchos centenares de miles no han sido evacuados por falta de presupuesto. En general, la evacuación se realizó de forma ineficaz y con gran retraso. Así, la poblaciónal completo en un perímetro de 30 Km. alrededor de la central, no fue evacuada hasta el 21 de mayo de 1986. Sin embargo, el peligro no ha pasado debido a que más de 100 toneladas de combustible nuclear y una cantidad mayor de 400 kilos de un material altamente radiactivo, como lo es el plutonio, continúan en el interior de las ruinas de lo que fue un reactor nuclear. Para evitar la liberación de más radioactividad se tuvo que realizar una construcción, apresurada y en condiciones difíciles, de acero y hormigón de 50 metros de altura: el sarcófago. Actualmente dicha construcción sufre una gran debilidad estructural, sin contar que se encuentra ya en condiciones lamentables; deja escapar radioactividad de forma continua por más de 200 m2 de grietas, pero este problema sería insignificante a comparación con la radioactividad que se liberaría si algunas secciones del sarcófago se derrumbaran.
Inmediatamente, después de la 1:00 de la madrugada del 26 de abril se produjo una caída del caudal de agua de refrigeración y la potencia de la central comenzó a subir. A la 1:23 (hora local), un operario intentó detener el reactor para dejarlo en modo de baja potencia, pero provocó un aumento muy brusco de la potencia, consecuencia de errores previos y de fallos de diseño. Este aumento provocó una explosión de vapor que destrozó la losa de 1.000 toneladas que cubría el edificio de contención del reactor a la 1:23:44. Hubo una fusión del núcleo del reactor y luego una segunda explosión que arrancó fragmentos del ardiente y altamente radiactivo núcleo de combustible nuclear. La entrada de aire provocó la combustión de varias toneladas de bloques aislantes de grafito que, cuando empieza a quemarse, es casi imposible de detener.
La explosión liberó una cantidad de radioactividad al medioambiente 200 veces mayor que la desprendida conjuntamente por las bombas atómicas lanzadas en 1945, por Estados Unidos en la segunda guerra mundial, en las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki; estos elementos (entre otros: iodo 131, cesio 137 y 134, estroncio 90 y plutonio 239) crearon una masa de aire contaminada: la nube radioactiva. Esta nube, arrastrada por el viento, afectó, además de la zona próxima a la central, miles de kilómetros; contaminando grandes áreas de Bielorrusia, Ucrania, Rusia, amplias zonas de Asia y la mayor parte de Europa. La nube radioactiva alcanzó España, especialmente las comunidades autónomas de Cataluña y Baleares.
Una parte importante de las emisiones de radioactividad, alrededor de un 25%, se produjeron en las 24 horas siguientes a la explosión del reactor; el resto fue emitido en el transcurso de los nueve días siguiente que duró el intenso incendio declarado. Más 800.000 personas, los llamados "liquidadores", fueron los responsables de la extinción del fuego y otras tares de urgencia en los días inmediatos al accidente. Estos, trabajaron casi sin protección y sin control de las elevadas dosis de radiación a las cuales estaban expuestos, causa por la cual el accidente de Chernobyl está ya cobrándose docenas de miles de víctimas entre los liquidadores, datos que se confirman con los proporcionados por los Gobiernos bielorruso, ucraniano y ruso.
Según datos oficiales, más de 400.000 personas se vieron forzadas a dejar sus hogares. Otros muchos centenares de miles no han sido evacuados por falta de presupuesto. En general, la evacuación se realizó de forma ineficaz y con gran retraso. Así, la poblaciónal completo en un perímetro de 30 Km. alrededor de la central, no fue evacuada hasta el 21 de mayo de 1986. Sin embargo, el peligro no ha pasado debido a que más de 100 toneladas de combustible nuclear y una cantidad mayor de 400 kilos de un material altamente radiactivo, como lo es el plutonio, continúan en el interior de las ruinas de lo que fue un reactor nuclear. Para evitar la liberación de más radioactividad se tuvo que realizar una construcción, apresurada y en condiciones difíciles, de acero y hormigón de 50 metros de altura: el sarcófago. Actualmente dicha construcción sufre una gran debilidad estructural, sin contar que se encuentra ya en condiciones lamentables; deja escapar radioactividad de forma continua por más de 200 m2 de grietas, pero este problema sería insignificante a comparación con la radioactividad que se liberaría si algunas secciones del sarcófago se derrumbaran.
Catástrofe de Chernobyl (Ucrania)
Esto fue lo ocurrido en la madrugada del 26 de Abril de 1986 en la entonces Unión Soviética (URSS). Un experimento y varios fallos humanos provocaron la mayor catástrofe nuclear de la historia en la central nuclear de Lenin, en Chernobyl.
El reactor número cuatro de la central sufrió una caída del caudal del agua de refrigeración y la potenciade la central empezó a ascender; posteriormente, un operario intentó dejar el reactor en modo de baja potencia pero una serie de errores previos y fallos de diseños produjeron un brusco aumento de la misma liberando una nube radioactiva equivalente a 500 bombas de Hiroshima, siendo la culpable de entre 30.000 y 60.000 muertes.
Entre las zonas afectadas se encontraron Bielorrusia, Ucrania, Rusia, Países Escandinavos y con menor intensidad Europa central y mediterránea.
PLANTAS NUCLEARES.
Existen algunos conceptos asociados a este tema que es conveniente mencionar, como por ejemplo, la energía nuclear que es aquella que se libera como resultado de una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de Fisión Nuclear (división de núcleos atómicos pesados) o bien por Fusión Nuclear (unión de núcleos atómicos muy livianos). En las reacciones nucleares se libera una gran cantidad de energía debido a que parte de la masa de las partículas involucradas en el proceso, se transforma directamente en energía.
Un reactor nuclear, lugar donde el accidente de Chernobyl tomó presencia, es una instalación física donde se produce, mantiene y controla una reacción nuclear en cadena. Por lo tanto, en un reactor nuclear se utiliza un combustible adecuado que permita asegurar la normal producción de energía generada por las sucesivas fisiones. Algunos reactores pueden disipar el calor obtenido de las fisiones, otros, sin embargo, utilizan el calor para producir energía eléctrica.
Los elementos que componen un reactor nuclear son los siguientes:
1. Núcleo 7. Alternador
2. Barras de control 8. Condensador
3. Generador de vapor 9. Agua de refrigeración
4. Presionador 10. Agua de refrigeración
5. Vasija 11. Contención de hormigón
6. Turbina
PLANTA NUCLEAR DE CHERNOBYL
La planta nuclear de Lenin, en Chernobyl, se encuentra en Ucrania, a 18km al Noroeste de la ciudad de Chernobyl, a 16km de la frontera entre Ucrania y Bielorrusia y a 110km al Norte de la capital de Ucrania, Kiev.
La planta tenía cuatro reactores con capacidad para producir 1.000 MW de potencia cada uno. Durante el periodo de 1977 a 1983 se pusieron en marcha progresivamente los cuatro primeros reactores y se hubiese proseguido con la construcción de otros dos si el accidente no hubiese ocurrido.
El núcleo del reactor estaba compuesto por un inmenso tambor de grafito de 1.7001, dentro del cual, 1.600 tubos metálicos de presión alojaban 190t de dióxido de uranio en forma de barras cilíndricas. Por estos tubos de presión circulaba agua pura que al calentarse, proporcionaba vapor a la turbina de rueda libre. Entre estos conductos de combustible se encontraban 180 tubos denominados "rodillos de control" compuestos por acero al boro y que ayudaban a moderar la reacción en cadena dentro del núcleo del reactor.
El reactor número cuatro de la central sufrió una caída del caudal del agua de refrigeración y la potenciade la central empezó a ascender; posteriormente, un operario intentó dejar el reactor en modo de baja potencia pero una serie de errores previos y fallos de diseños produjeron un brusco aumento de la misma liberando una nube radioactiva equivalente a 500 bombas de Hiroshima, siendo la culpable de entre 30.000 y 60.000 muertes.
Entre las zonas afectadas se encontraron Bielorrusia, Ucrania, Rusia, Países Escandinavos y con menor intensidad Europa central y mediterránea.
PLANTAS NUCLEARES.
Existen algunos conceptos asociados a este tema que es conveniente mencionar, como por ejemplo, la energía nuclear que es aquella que se libera como resultado de una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de Fisión Nuclear (división de núcleos atómicos pesados) o bien por Fusión Nuclear (unión de núcleos atómicos muy livianos). En las reacciones nucleares se libera una gran cantidad de energía debido a que parte de la masa de las partículas involucradas en el proceso, se transforma directamente en energía.
Un reactor nuclear, lugar donde el accidente de Chernobyl tomó presencia, es una instalación física donde se produce, mantiene y controla una reacción nuclear en cadena. Por lo tanto, en un reactor nuclear se utiliza un combustible adecuado que permita asegurar la normal producción de energía generada por las sucesivas fisiones. Algunos reactores pueden disipar el calor obtenido de las fisiones, otros, sin embargo, utilizan el calor para producir energía eléctrica.
Los elementos que componen un reactor nuclear son los siguientes:
1. Núcleo 7. Alternador2. Barras de control 8. Condensador
3. Generador de vapor 9. Agua de refrigeración
4. Presionador 10. Agua de refrigeración
5. Vasija 11. Contención de hormigón
6. Turbina
PLANTA NUCLEAR DE CHERNOBYL
La planta nuclear de Lenin, en Chernobyl, se encuentra en Ucrania, a 18km al Noroeste de la ciudad de Chernobyl, a 16km de la frontera entre Ucrania y Bielorrusia y a 110km al Norte de la capital de Ucrania, Kiev.
La planta tenía cuatro reactores con capacidad para producir 1.000 MW de potencia cada uno. Durante el periodo de 1977 a 1983 se pusieron en marcha progresivamente los cuatro primeros reactores y se hubiese proseguido con la construcción de otros dos si el accidente no hubiese ocurrido.El núcleo del reactor estaba compuesto por un inmenso tambor de grafito de 1.7001, dentro del cual, 1.600 tubos metálicos de presión alojaban 190t de dióxido de uranio en forma de barras cilíndricas. Por estos tubos de presión circulaba agua pura que al calentarse, proporcionaba vapor a la turbina de rueda libre. Entre estos conductos de combustible se encontraban 180 tubos denominados "rodillos de control" compuestos por acero al boro y que ayudaban a moderar la reacción en cadena dentro del núcleo del reactor.
LA ENERGIA NUCLEAR Y EL MEDIO AMBIENTE
El aprovechamiento de la energía nuclear, debido a sus características, trae consigo riesgos que pueden originar graves perjuicios para la vida en la tierra y para el medio ambiente. Esto hace que en la actualidad sean muy diaprea las opciones acerca de su uso.Potencialmente el riesgo esta ahí y aunque pequeño, existe. En caso de una fuga radioactiva no podría acarrear balances provisionales de:
• La superficie quedaría totalmente contaminada durante décadas en un radio de acción de 10 Km.
• Miles afectados.
• Futuros canceres, así como malformaciones de nuevos seres.• La atención médica para tal evento rebasaría su capacidad.
• Consecuencias a largo plazo no definidas.
Además en un radio de 30 Km. Existe riesgos de contaminación de agua y alimentos.Como ejemplo patente tenemos el caso del accidente de Chernobyl en 1986, en el que cientos de kilómetros los niveles de radiación eran preocupantes. Este accidente, aunque se debió principalmente a una mala aplicación de las normas de seguridad y control. A pesar de todo esto no debemos ser alarmistas ya que los seres vivos se encuentran sometidos a radiaciones, de origen natural, que superan con creces los niveles de radiación recibidos, en relación con los que podrían recibir de una central nuclear cuando funciona de manera natural.
SISTEMA DE SEGURIDAD EN UNA CENTRAL NUCLEAR
Los sistemas de seguridad se hacen por duplicado para anular los efectos de posibles fallas.Dado el visto bueno al diseño de una central, se pasa a la fase de construcción. En esta fase hay que garantizar la calidad de material utilizado y asegurarse de que el proceso de fabricación siga las normas establecidas. Al final se hará una fase de pruebas para garantizar que en todo momento su funcionamiento es el correcto.Cuando una central esta en funcionamiento se mantiene un programa de comprobación de todos los equipos. El personal es instruido debidamente para el trabajo y para que conozca en todo momento lo que debe hacer.Con respeto al medio ambiente, se estudian continuamente muestras de agua, cultivos, carnes de animales, etc.,. Para destacar los niveles de radioactividad en la zona. Además, todos los años se realiza una parada de la central, de un mes aproximadamente, para recargar el combustible, realizando una revisión completa de los componentes de la central.
Funcionamiento de una Central Nuclear
El funcionamiento de la central es el siguiente: el reactor genera calor por la acción de la fisiones de los átomos de combustible, que pasa al fluido refrigerante (en este caso agua), que se mantiene en estado liquido, debido a la presión alta del circuito. El fluido es conducido mediante tuberías hacia los generadores de vapor, regresa por otros conductores de nuevo al reactor, mediante el impulso de la bomba. Este circuito se denomina “circuito primario de refrigeración”. En los generadores de vapor, el calor transmitido al refrigerante (agua) el circuito secundario donde se vuelve vapor. Este se dirige al edificio de turbinas, donde acciona los álabes de turbinas de alta presión y de baja presión. El vapor que sale de las turbinas pasa de nuevo a estado liquido en el condensador para acción de un circuito de refrigeración, que toma agua del rio o de mar, siendo restituido de nuevo al mismo posteriormente. El vapor condensado se purifica mediante desmineralizadores, tras un calentamiento previo, es introducido de nuevo en los generadores de vapor mediante una bomba que aumenta su presión convenientemente, repitiéndose si el ciclo.
La energía cinética producida en las turbinas se convierte mediante un generador en energía eléctrica, la cual, mediante transformadores se convierte en corriente de alta tensión para poder distribuirse por la red.
El seguimiento de todas estas operaciones se realiza en la sala de control. Las instalaciones de una central nuclear se complementan en el edificio de manejo de combustible. En el se encuentran un almacén con combustibles nuevo y otro almacén con combustible gastado, donde este ultimo pierde su actividad paulatinamente. Después se introduce en un contenedor que se descontamina en el foso para su transporte a fabricas de procesamiento o a deposito de almacenamiento definitivo.
http://www.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/18/ecologia/20070418klpcnaecl_51.Ees.SCO.png
La energía cinética producida en las turbinas se convierte mediante un generador en energía eléctrica, la cual, mediante transformadores se convierte en corriente de alta tensión para poder distribuirse por la red.
El seguimiento de todas estas operaciones se realiza en la sala de control. Las instalaciones de una central nuclear se complementan en el edificio de manejo de combustible. En el se encuentran un almacén con combustibles nuevo y otro almacén con combustible gastado, donde este ultimo pierde su actividad paulatinamente. Después se introduce en un contenedor que se descontamina en el foso para su transporte a fabricas de procesamiento o a deposito de almacenamiento definitivo.
http://www.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/18/ecologia/20070418klpcnaecl_51.Ees.SCO.png
Principales tipos de Reactores Nucleares.
Los diversos tipos de reactores que se encuentran funcionando en la actualidad se diferencian por la tecnologia aplicada y por lso siguientes criterios:
- Combustible Utilizado: el uranio natural con una proporcion del 0.7 % de uranio 235 o uranio enriquesido, con una proporcion del 3 al 4 % de uranio 235.
- Refrigerante: normalmente utilizan agua pesada, agua ligera, metal liquido o gas.
- Moderador: si no disponen de moderador se llaman reactores rapidos. se utilizan agua ligera, agua pesda o grafitoo se llaman reactores termicos.
Central con Reactor de agua a presion PWR
Utilizan como combustible enrequesido y como refrigerante y moderador agua ligera. el circuito de refrigeracion consta de dos circuitos autonomos. el primario, por el cual circula agua a precion. el calor por medio de un intercambiador se trasmite a otro circuito denominado circuito secundario donde el agua pasa a vapor que se aprovecha para mover las turvinas. aproximadamente el 50% de las centrales que funcionan en el mundo son de este tipo.
Central con Reactor de agua en ebullicion BWR
El combustible es Uranio enriquesido y el refrigerante y moderador agua ligera.
La diferencia con el tipo PWR es que la refrigeracion consta de un solo circuito. El agua extraer el calor del nucleo, la cual pasa a estado gaseoso a alta temperatura y se dirige a las turbinas.
Central con reactores refrigerados por gas
Se distinguen a tres tipos:
Tipo GCR, estas fueron las primeras de este tipo puestas en funcionamiento. Como combustible emplea uranio natural, como refrigerante dióxido de carbono, helio o aire y como modelador grafito.
Tienen el inconveniente de necesitar mayor superficie de transferencia térmica, entre los elementos combustibles y el gas utilizado, al ser este peor conductor que el agua. La gran ventaja que ofrecen es que se pueden recargar de forma continua.
En la actualidad ya quedan muy pocas unidades en funcionamiento y tienden a desaparecer.
Tipo AGR reactor avanzado por gas. Son una evolución de las anteriores. Utiliza como variable uranio con una riqueza del por en forma de dióxido de uranio.
Tipo HTGR reactor de alta temperatura. Emplea uranio enriquecido hasta 93.5%.
Como moderador se emplea grafito y como refrigerante helio, gs que permite obtener elevadas temperaturas sin alcanzar una presión excesiva. De este tipo, en la actualidad, no hay ninguna central comercial en funcionamiento.
Central con reactor de agua pesada
El combustible utilizado es uranio natural. Como moderador utiliza agua pesada. Como refrigerante emplea agua pesada a presión, en el circuito primario y agua ligera en el circuito secundario.
Central con reactores rápidos
No utiliza moderador para reducir la velocidad de los neutrones emitidos en el proceso de fisión. El combustible es plutonio y uranio. En la fisión, parte del uranio se transforma en plutonio, con lo que se pueden obtener rendimiento hasta 60 veces superiores a los que se consiguen en las actuales céntrales convencionales.
Debido al enorme calor que desarrollan deben utilizar un refrigerante muy efectivo, generalmente sodio liquido.
Centrales con receptores de seguridad pasiva
Son reactores en los cuales los sistemas de seguridad no exigen, en ultima instancia, el control o la acción del ser efecto electrónico o mecánico. Se basan en accionar los sistemas de seguridad por medios pasivos, es decir, basados en medios o principios físicos naturales como la gravedad, convención, almacenamiento de energía, etc. Con ello se trata de evitar cualquier error, como puede ocurrir en el caso de tener que suministrar refrigerante de emergencia, o de parar la actividad nuclear.
Central con Reactor de agua en ebullicion BWR
El combustible es Uranio enriquesido y el refrigerante y moderador agua ligera.
La diferencia con el tipo PWR es que la refrigeracion consta de un solo circuito. El agua extraer el calor del nucleo, la cual pasa a estado gaseoso a alta temperatura y se dirige a las turbinas.
Central con reactores refrigerados por gas
Se distinguen a tres tipos:
Tipo GCR, estas fueron las primeras de este tipo puestas en funcionamiento. Como combustible emplea uranio natural, como refrigerante dióxido de carbono, helio o aire y como modelador grafito.
Tienen el inconveniente de necesitar mayor superficie de transferencia térmica, entre los elementos combustibles y el gas utilizado, al ser este peor conductor que el agua. La gran ventaja que ofrecen es que se pueden recargar de forma continua.
En la actualidad ya quedan muy pocas unidades en funcionamiento y tienden a desaparecer.
Tipo AGR reactor avanzado por gas. Son una evolución de las anteriores. Utiliza como variable uranio con una riqueza del por en forma de dióxido de uranio.
Tipo HTGR reactor de alta temperatura. Emplea uranio enriquecido hasta 93.5%.
Como moderador se emplea grafito y como refrigerante helio, gs que permite obtener elevadas temperaturas sin alcanzar una presión excesiva. De este tipo, en la actualidad, no hay ninguna central comercial en funcionamiento.
Central con reactor de agua pesada
El combustible utilizado es uranio natural. Como moderador utiliza agua pesada. Como refrigerante emplea agua pesada a presión, en el circuito primario y agua ligera en el circuito secundario.
Central con reactores rápidos
No utiliza moderador para reducir la velocidad de los neutrones emitidos en el proceso de fisión. El combustible es plutonio y uranio. En la fisión, parte del uranio se transforma en plutonio, con lo que se pueden obtener rendimiento hasta 60 veces superiores a los que se consiguen en las actuales céntrales convencionales.
Debido al enorme calor que desarrollan deben utilizar un refrigerante muy efectivo, generalmente sodio liquido.
Centrales con receptores de seguridad pasiva
Son reactores en los cuales los sistemas de seguridad no exigen, en ultima instancia, el control o la acción del ser efecto electrónico o mecánico. Se basan en accionar los sistemas de seguridad por medios pasivos, es decir, basados en medios o principios físicos naturales como la gravedad, convención, almacenamiento de energía, etc. Con ello se trata de evitar cualquier error, como puede ocurrir en el caso de tener que suministrar refrigerante de emergencia, o de parar la actividad nuclear.
Estudio de una Central Nuclear
Una central nuclear es una instalacion termolectrica que aprovecha la fuente de calor originada por fision del nucleo de Uranio para producir energia electrica.
La fision del nucleo, aparte del originar calor, emite neutrnes que daran origen a otras fisiones. Se dice entonces que se esta produciendo una reaccion nuclear en cadena.
si una reaccion nuclear vno esta bajo control se puede producir una gran explosion, ya que se libera una enorme cantidad de energia en poquisimo tiempo. Precisamente para evitar esto, en lsa centrales nucleares se encuntran los reatores nucleares, que son maquinas que permiten iniciar , mantener y controlar una reaccion en cadena.
si una reaccion nuclear vno esta bajo control se puede producir una gran explosion, ya que se libera una enorme cantidad de energia en poquisimo tiempo. Precisamente para evitar esto, en lsa centrales nucleares se encuntran los reatores nucleares, que son maquinas que permiten iniciar , mantener y controlar una reaccion en cadena.
- Reactor Nuclear
La central nuclear utiliza como fuente de energia la procedente de un elemento fisionable. po analogia con el proceso que tien lugar en las centrales termolectricas de carbon, petroleo o gas, se suele a este material como combustible Nuclear, aunque en las centrales nucleares no tiene lugar ninguna combustion.
Uranio 233
Uranio 235
Plutonio 239
Para utilizar este material las centrales nucleares tiene en sus instalaciones el reactor nuclear, como elemento bàsico e indispensable. en el nucleo del reactor se produce y controla la fision, siendo el elemento que constituye el alma de la central.
En los reactres nucleares el combustible se introduce en tubos, de unos 5 m de longitud y 1 cm de diametro, de acero inoxidable o de una aleacion de circonio.
Para iniciar la fusion, en el nucleo hay una fuente de neutrones que, en la mayoria de los casos, esta inmensa en un Moderador, generalmente, agua ligera, agua pesada o grafito. la funcion del moderador es reducir la velocidad de los neutrones para asegurar su impacto sobre otros nucleos.
Otro elemento important son las barras de control, cuya mision es regular la actividad dentro del nucleo. para ellos usan barras moviles que se introducen mas o menos en el nucleos, regulan el numero de fisiones que tien lugar por unidad de tiempo y permiten variar la potencia del reactor. cuando las barras de control estan totalmente introducidas en el nucleo las barras, la reaccion va aumentando hasta los niveles requeridos.
los materiales que se utilizan en la fabricacion de las barras de control suelen ser aleaciones de boro, cadmio y halnio.
Reactores lentos o termicosson los que disponen de algun tipo de moderaciones.
Reactores Rapidos No disponen de moderador
El nucleo del reactor esta rodeado de un elemento refrigerante (en muchos casos se lo aplica en agua), un fluido que se encarga de trasmitir el calor producido en el mismo a lso equipos de trasformacio de energia, con la que generan energia electrica.
El conjunto de todos los elementos se encuentran en un recipìente de contencion formados por muros de gran espesor para evitar cualquier fuga de radioactividad exterioren caso de accidentes y tambien para resistir los efectos de los movientos sismicos.suele tener forma cilindrica con una cupula semiesferica.
Uranio 233
Uranio 235
Plutonio 239
Para utilizar este material las centrales nucleares tiene en sus instalaciones el reactor nuclear, como elemento bàsico e indispensable. en el nucleo del reactor se produce y controla la fision, siendo el elemento que constituye el alma de la central.
En los reactres nucleares el combustible se introduce en tubos, de unos 5 m de longitud y 1 cm de diametro, de acero inoxidable o de una aleacion de circonio.
Para iniciar la fusion, en el nucleo hay una fuente de neutrones que, en la mayoria de los casos, esta inmensa en un Moderador, generalmente, agua ligera, agua pesada o grafito. la funcion del moderador es reducir la velocidad de los neutrones para asegurar su impacto sobre otros nucleos.
Otro elemento important son las barras de control, cuya mision es regular la actividad dentro del nucleo. para ellos usan barras moviles que se introducen mas o menos en el nucleos, regulan el numero de fisiones que tien lugar por unidad de tiempo y permiten variar la potencia del reactor. cuando las barras de control estan totalmente introducidas en el nucleo las barras, la reaccion va aumentando hasta los niveles requeridos.
los materiales que se utilizan en la fabricacion de las barras de control suelen ser aleaciones de boro, cadmio y halnio.
Reactores lentos o termicosson los que disponen de algun tipo de moderaciones.
Reactores Rapidos No disponen de moderador
El nucleo del reactor esta rodeado de un elemento refrigerante (en muchos casos se lo aplica en agua), un fluido que se encarga de trasmitir el calor producido en el mismo a lso equipos de trasformacio de energia, con la que generan energia electrica.
El conjunto de todos los elementos se encuentran en un recipìente de contencion formados por muros de gran espesor para evitar cualquier fuga de radioactividad exterioren caso de accidentes y tambien para resistir los efectos de los movientos sismicos.suele tener forma cilindrica con una cupula semiesferica.
- Edificios de turbinas y condensacion
Aplicaciones de la Energia Nuclear
Aplicaciones en el Campo Energético.
Como fuente de la energía para producir otra, en concreto para producir electricidad. Para ellos es necesario disponer de recintos apropiados y acondicionados para evitar cualquier riesgo con su utilización. Actualmente se produce gran cantidad de energía eléctrica.
En estas centrales de producción se denomina Centrales Nucleares. La parte importante y delicada, donde se producen y controlan las reacciones nucleares, se llama REACTOR. Èste es el elemento básico de estas instalaciones. Los demas elementos son semejantes a una central eléctrica térmica a tradicional.
En la actualidad se están realizando experiencias para el aprovechamiento de la energía calorífica residual de las centrales nucleares para proporcionar calefacción a edificios, invernaderos, granjas, etc.
Además de la transformación de la energía nuclear en eléctrica también se utiliza como fuente de energía principal para mover grandes barcos y submarinos. Debidos a las características de esta energía, se consigue una autonomía muy amplia, incluso se puede navegar durante dos años sin repostar combustible.
Aplicaciones en armas nucleares
Bomba atómica:
En su interior contiene uranio 235 o plutonio y un elemento detonador , el cual acciona una fuente de neutrones que inician la reacción en cadena, pasando al cuerpo de la bomba. Al tratarse de una reacción incontrolada produce una intensa radiación con una potencia equivalente al miles de toneladas de TNT (trinitrotolueno), causando inumerables efectos catastróficos en la zona.
Bomba de Hidrogeno o Bomba H
Se trata de una bomba que principalmente funciona por fusión nuclear. Para poder alcanzar la Tº idónea para que ocurra la fusión nuclear llevan una pequeña Bomba de fision. La potencia es superior a una Bomba Atomica de igual peso.
Como fuente de la energía para producir otra, en concreto para producir electricidad. Para ellos es necesario disponer de recintos apropiados y acondicionados para evitar cualquier riesgo con su utilización. Actualmente se produce gran cantidad de energía eléctrica.
En estas centrales de producción se denomina Centrales Nucleares. La parte importante y delicada, donde se producen y controlan las reacciones nucleares, se llama REACTOR. Èste es el elemento básico de estas instalaciones. Los demas elementos son semejantes a una central eléctrica térmica a tradicional.
En la actualidad se están realizando experiencias para el aprovechamiento de la energía calorífica residual de las centrales nucleares para proporcionar calefacción a edificios, invernaderos, granjas, etc.
Además de la transformación de la energía nuclear en eléctrica también se utiliza como fuente de energía principal para mover grandes barcos y submarinos. Debidos a las características de esta energía, se consigue una autonomía muy amplia, incluso se puede navegar durante dos años sin repostar combustible.
Aplicaciones en armas nucleares
Bomba atómica:
En su interior contiene uranio 235 o plutonio y un elemento detonador , el cual acciona una fuente de neutrones que inician la reacción en cadena, pasando al cuerpo de la bomba. Al tratarse de una reacción incontrolada produce una intensa radiación con una potencia equivalente al miles de toneladas de TNT (trinitrotolueno), causando inumerables efectos catastróficos en la zona.
Bomba de Hidrogeno o Bomba H
Se trata de una bomba que principalmente funciona por fusión nuclear. Para poder alcanzar la Tº idónea para que ocurra la fusión nuclear llevan una pequeña Bomba de fision. La potencia es superior a una Bomba Atomica de igual peso.
SABIAS QUE???
El rompe hielos ruso Lennin, destinados a misiones en xonas polares este dispone de un reactor de fusion como fuente de energia.
Productos de una reaccion Nuclear
¿QUÉ ES LA RADIACIÓN?
Es el proceso de transmisión de ondas o partículas a través del espacio o de algún medio. Las ondas y las partículas tienen muchas características comunes, la radiación suele producirse predominantemente en una de las dos formas.
La radiación mecánica corresponde a ondas que sólo se transmiten a través de la materia, como las ondas de sonido.
La radiación electromagnética es independiente de la materia para su propagación, sin embargo, la velocidad, intensidad y dirección de su flujo de energía se ven influidos por la presencia de materia.
La Radiación Electromagnética se divide en dos grandes tipos de acuerdo al tipo de cambios que provocan sobre los átomos en los que actúa:
ALFA esta formada por partículas con carga eléctrica positiva y más concretamente por núcleos de Helio. Por efecto de un campo eléctrico son derivadas hacia el polo negativo. Pueden recorrer distancias pequeñas, siendo detenidas por una simple hoja fina de papel o de la misma del cuerpo humano.
BETA esta compuesta por una corriente de partículas semejantes a los electrones procedentes de los núcleos atómica que se liberan al producirse la escisión. Pueden recorrer distancias mayores (aprox a un metro), siendo detenidas por una hoja de metal de algunos milímetros o una lamina con maderas con algunos centímetros de espesor.
GAMMA este no tiene cargas, no son derivadas a ningún campo magnético ni eléctrico. Pueden recorrer centenares de metros en el aire. Para detener estas radiaciones electromagnéticas, es necesario una placa gruesa de plomo de un pedazo de pared de hormigón.
NEUTRONES son partes del núcleo atómico, no poseen carga. Son emitidas en una reacción atómica y son muy penetrantes, pero pueden ser fácilmente frenados. El agua es un excelente blindaje ara ellos.
Fusion Nuclear
La fusión nuclear es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen para formar un núcleo más pesado. Se acompaña de la liberación o absorción de energía, que permite a la materia entrar en un estado plasmático.
La fusión de dos núcleos de menor masa que el hierro (que, junto con el níquel, tiene la mayor energía de enlace por nucleón) libera energía en general, mientras que la fusión de núcleos más pesados que el hierro absorbe energía; y viceversa para el proceso inverso, fisión nuclear. En el caso más simple de fusión del hidrógeno, dos protones deben acercarse lo suficiente para que la interacción nuclear fuerte pueda superar su repulsión eléctrica mutua y obtener la posterior liberación de energía.
La fusión nuclear se produce de forma natural en las estrellas. La fusión artificial también se ha logrado en varias empresas humanas, aunque todavía no ha sido totalmente controlada. Sobre la base de los experimentos de transmutación nuclear de Ernest Rutherford conducidos unos pocos años antes, la fusión de núcleos ligeros (isótopos de hidrógeno) fue observada por primera vez por Mark Oliphant en 1932; los pasos del ciclo principal de la fusión nuclear en las estrellas posteriormente fueron elaborados por Hans Bethe durante el resto de esa década. La investigación sobre la fusión para fines militares se inició en la década de 1940 como parte del Proyecto Manhattan, pero no tuvo éxito hasta 1952. La investigación sobre la fusión controlada con fines civiles se inició en la década de 1950, y continúa hasta este día
Fusion
Se trata de unir varios atomos ligeros para formar uno mas pesado, liberando enormes cantidades de energia en forma de calor.
Fisión nuclear
La fisión es la división de un nucleu atómico pesado (Uranio, plutonio, etc.)en dos o más fragmentos causado por el bombardeo de neutrones, con liberación de una enorme cantidad de energía y varios neutrones.
Cuando la fisión tiene lugar en un átomo de Uranio 235se obserba su triple fenómeno;
- Aparace una cantidad de energía, elevada en 200MeV que traduce la perdida de masa.
- Los produntos de ruptura (300 o´400)son radiactivos. Su presencia expleca los efectos de explosión de un artefacto nuclear.
- Cada nucleo fisionado emite 2 ó 3 neutrones que provocan el fenómeno de reacción en cadena y explican la noción de la masa crítica.
Se observa el mismo fenómeno de fusión en el plotinio 239 (artificial) y en el Uranio 233 (artificial). Ambos se fabrican a partir del Torio. Los nucleos se denominan nucleos flexibles.
Para que se produzca la fisión hace falta que el neutrón incidente reuna unas condiciones determinadas. Para actuar sobre el Uranio 235 y 233 y el Plutonio 239, el neutron ha de ser un neutron termicocuya energía es de la orden 1/40 eV, lo cual responde a una velocidad de 2 Km/s. El Uranio 238es igualmente fisible pero con neitrones rápidos cuya energía es 1MeV.
El Modelo de Thomson
Thomson sugiere un modelo atómico que tomaba en cuenta la existencia del electrón, descubierto por él en 1897. Su modelo era estático, pues suponía que los electrones estaban en reposo dentro del átomo y que el conjunto era eléctricamente neutro. Con este modelo se podían explicar una gran cantidad de fenómenos atómicos conocidos hasta la fecha. Posteriormente, el descubrimiento de nuevas partículas y los experimentos llevado a cabo por Rutherford demostró la inexactitud de tales ideas.
El Modelo de Rutherford
Basado en los resultados de su trabajo que demostró la existencia del núcleo atómico, Rutherford sostiene que casi la totalidad de la masa del átomo se concentra en un núcleo central muy diminuto de carga eléctrica positiva. Los electrones giran alrededor del núcleo describiendo órbitas circulares. Estos poseen una masa muy ínfima y tienen carga eléctrica negativa. La carga eléctrica del núcleo y de los electrones se neutralizan entre sí, provocando que el átomo sea eléctricamente neutro.
El modelo de Rutherford tuvo que ser abandonado, pues el movimiento de los electrones suponía una pérdida continua de energía, por lo tanto, el electrón terminaría describiendo órbitas en espiral, precipitándose finalmente hacia el núcleo. Sin embargo, este modelo sirvió de base para el modelo propuesto por su discípulo Neils Bohr, marcando el inicio del estudio del núcleo atómico, por lo que a Rutherford se le conoce como el padre de la era nuclear.
El Modelo de Bohr
El físico danés Niels Bohr (Premio Nobel de Física 1922), postula que los electrones giran a grandes velocidades alrededor del núcleo atómico. Los electrones se disponen en diversas órbitas circulares, las cuales determinan diferentes niveles de energía. El electrón puede acceder a un nivel de energía superior, para lo cual necesita "absorber" energía. Para volver a su nivel de energía original es necesario que el electrón emita la energía absorbida (por ejemplo en forma de radiación). Este modelo, si bien se ha perfeccionado con el tiempo, ha servido de base a la moderna física nuclear.
Modelo Mecano - Cuántico
Se inicia con los estudios del físico francés Luis De Broglie, quién recibió el Premio Nobel de Física en 1929. Según De Broglie, una partícula con cierta cantidad de movimiento se comporta como una onda. En tal sentido, el electrón tiene un comportamiento dual de onda y corpúsculo, pues tiene masa y se mueve a velocidades elevadas. Al comportarse el electrón como una onda, es difícil conocer en forma simultánea su posición exacta y su velocidad, por lo tanto, sólo existe la probabilidad de encontrar un electrón en cierto momento y en una región dada en el átomo, denominando a tales regiones como niveles de energía. La idea principal del postulado se conoce con el nombre de Principio de Incertidumbre de Heisenberg.
energia nuclear
La energía nuclear es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares. Sin embargo, este término engloba otro significado, el aprovechamiento de dicha energía para otros fines como, por ejemplo, la obtención de energía eléctrica, térmica y/o mecánica a partir de reacciones nucleares, y su aplicación, bien sea con fines pacíficos o bélicos. Así , es común referirse a la energía nuclear no solo como el resultado de una reacción sino como un concepto más amplio que incluye los conocimientos y técnicas que permiten la utilización de esta energía por parte del ser humano.
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