Esquema de una central nuclear

Cuánto vapor produce una central nuclear

Diagrama de la central nuclear – Con el fin de las reservas de carbón a la vista en un futuro no muy lejano, la fuente alternativa práctica inmediata de generación de energía eléctrica a gran escala es la energía nuclear. De hecho, los países desarrollados ya se han pasado en gran medida al uso de la energía nuclear para la generación de electricidad.

En la India, actualmente, esta fuente representa sólo el 3% de la generación total de energía con las centrales nucleares de Tarapur (Maharashtra), Kota (Rajasthan), Kalpakkam (Tamil Nadu), Narora (UP) y Kakrapar (Gujarat). Antes de 2012 se pondrán en marcha otras centrales nucleares. En el futuro, es probable que se genere cada vez más energía utilizando este importante recurso (está previsto aumentar la generación de energía nuclear a 10.000 MW para el año 2010).

Cuando se bombardea el uranio 235 con neutrones, se produce una reacción de fisión que libera neutrones y energía térmica. Estos neutrones participan entonces en la reacción en cadena de fisión de más átomos de 235U. Para que los neutrones recién liberados puedan fisionar los átomos de uranio, su velocidad debe reducirse a un valor crítico. Por lo tanto, para que la reacción se mantenga, las barras de combustible nuclear deben estar incrustadas en agentes reductores de la velocidad de los neutrones (como el grafito, el agua pesada, etc.) llamados moderadores

Producción de energía nuclear

En la fisión nuclear, los átomos se separan para formar átomos más pequeños, liberando energía. La fisión tiene lugar dentro del reactor de una central nuclear. En el centro del reactor se encuentra el núcleo, que contiene el combustible de uranio.

El combustible de uranio se forma en pastillas de cerámica. Cada pastilla cerámica produce aproximadamente la misma cantidad de energía que 150 galones de petróleo. Estas pastillas ricas en energía se apilan de extremo a extremo en barras de combustible metálicas de 12 pies. Un conjunto de varillas de combustible, algunas con cientos de varillas, se denomina conjunto de combustible. El núcleo de un reactor contiene muchos elementos de combustible.

El calor producido durante la fisión nuclear en el núcleo del reactor se utiliza para hervir el agua y convertirla en vapor, que hace girar las palas de una turbina de vapor. Al girar los álabes de la turbina, impulsan los generadores que producen electricidad. Las centrales nucleares vuelven a enfriar el vapor en agua en una estructura separada de la central, llamada torre de refrigeración, o utilizan agua de estanques, ríos u océanos. El agua enfriada se reutiliza para producir vapor.

Los reactores nucleares de Estados Unidos pueden tener grandes cúpulas de hormigón que cubren los reactores, necesarias para contener las emisiones accidentales de radiación. No todas las centrales nucleares tienen torres de refrigeración. Algunas centrales nucleares utilizan agua de lagos, ríos o del océano para su refrigeración.

Funcionamiento de la central nuclear

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Esta vista en corte transversal ilustra el mecanismo de los reactores de la unidad 1-5 de las centrales nucleares de Fukushima Daiichi. Hay 6 reactores en las centrales. Todos ellos son del tipo BWR (reactor de agua en ebullición), que produce vapor con el calor de las barras de combustible, hace girar una turbina y genera electricidad. Este gráfico ilustra el BWR de tipo Mark-I, que se adoptó para los reactores de la unidad 1-5.

Vasija de presión: La vasija más interna contiene las barras de combustible. Durante una operación, en su interior se genera vapor de unos 280 ℃ y 70 atm. Está fabricada con acero de 15 cm de espesor. El límite de diseño de la presión es de 90 atm. Cuando la presión en el interior es demasiado alta, la válvula de seguridad se abre automáticamente y el vapor caliente y de alta presión se inyecta en el agua de la cámara de supresión (wetwell) para que la presión sea controlada.

Partes de una central nuclear

Una central nuclear (a veces abreviada como NPP)[1] es una central térmica en la que la fuente de calor es un reactor nuclear. Como es típico de las centrales térmicas, el calor se utiliza para generar vapor que acciona una turbina de vapor conectada a un generador que produce electricidad. En 2018[actualización], el Organismo Internacional de Energía Atómica informó de que había 450 reactores de energía nuclear en funcionamiento en 30 países de todo el mundo[2][3].

Las centrales nucleares suelen considerarse estaciones de carga base, ya que el combustible es una pequeña parte del coste de producción[4] y porque no pueden ser despachadas fácil o rápidamente. Sus costes de operación, mantenimiento y combustible se sitúan en el extremo inferior del espectro, lo que las hace adecuadas como proveedores de energía de carga base. Sin embargo, el coste del almacenamiento adecuado de los residuos radiactivos a largo plazo es incierto.

La electricidad fue generada por un reactor nuclear por primera vez el 3 de septiembre de 1948, en el reactor de grafito X-10 de Oak Ridge (Tennessee, Estados Unidos), que fue la primera central nuclear en alimentar una bombilla[5][6][7] El segundo experimento, de mayor envergadura, tuvo lugar el 20 de diciembre de 1951, en la estación experimental EBR-I, cerca de Arco (Idaho).