Funcionamiento de una central nuclear

Al cumplirse 25 años del mayor accidente nuclear de la historia, el de Chernóbil, recordamos el funcionamiento de una central nuclear, una instalación industrial que produce energía eléctrica a partir de la fisión nuclear.

FISIÓN NUCLEAR

Consiste en la división del núcleo de un átomo pesado (como puede ser el uranio) en otros elementos más ligeros. Esta división es provocada por el choque del átomo con un neutrón. De ella salen más neutrones que pueden provocar nuevas reacciones: es lo que se llama la reacción en cadena.

En la fisión se pierde parte de la masa, que se transforma en energía, con lo cual se libera gran cantidad de calor, que se aprovecha para producir vapor de agua. Ese vapor hace girar una turbina que a su vez mueve un alternador en el que se produce la electricidad.

La fisión tiene lugar en el reactor, una instalación capaz de iniciar, mantener y controlar las reacciones de fisión en cadena y que dispone de los medios adecuados para extraer el calor generado.

PARTES DE UNA CENTRAL NUCLEAR

Una central nuclear consta básicamente de tres partes: el edificio de contención (que contiene el reactor), el edificio de turbinas (donde se realiza la transformación de la energía calorífica generada en el reactor en energía eléctrica) y la torre de refrigeración (estructura en la que se refrigera el agua utilizada en el proceso de generación y conducción de la energía).

EDIFICIO DE CONTENCIÓN

Es una estructura hermética de hormigón armado y con las paredes interiores recubiertas de acero, dentro del cual está el reactor.

El núcleo es la parte del reactor donde se produce y se mantiene la reacción nuclear en cadena.

En el núcleo del reactor se encuentra el combustible. El más utilizado es el uranio en forma de pequeñas pastillas de dióxido de uranio que se apilan en varillas herméticas.

Hay también en el núcleo dos elementos cuya misión es controlar la reacción: el moderador, que es una sustancia -agua, grafito o agua pesada- que frena los neutrones hasta una velocidad a la que sean capaces de producir una nueva reacción de fisión; y las barras de control, capaces de capturar los neutrones para que se pare completamente la reacción nuclear de fisión o se module la potencia del reactor.

El núcleo del reactor cuenta, además, con un refrigerante -generalmente agua- que extrae el calor generado por el combustible.

EDIFICIO DE TURBINAS

En él se encuentran los elementos de producción de electricidad: turbinas, alternador y sistemas auxiliares.

La energía suministrada por la turbina se transforma en energía eléctrica en el alternador, luego pasa al transformador y de ahí a la red eléctrica.

Asimismo, después de mover las turbinas el vapor llega a un condensador, donde se enfría y se vuelve líquido. Posteriormente esa misma agua es impulsada de nuevo al interior del circuito para volver a iniciar el ciclo.

Para refrigerar el condensador se utiliza una corriente de agua fría, que suele proceder del mar, de un lago, de un río, o de TORRES DE REFRIGERACIÓN. La emisión que se produce a través de dichas torres es, por tanto, vapor de agua.

Las centrales nucleares disponen también de un EDIFICIO DE COMBUSTIBLE -donde se almacenan los elementos de combustible nuevos y se guarda combustible ya utilizado-, y de edificios auxiliares, en los que están situados los equipos y sistemas de seguridad.


TIPOS DE REACTORES NUCLEARES

Según el moderador, el combustible y el refrigerante que utilizan, los reactores son de distintos tipos. Los hay de agua ligera, de agua pesada, de uranio natural, gas y grafito, de grafito y agua ligera, etc.

Entre los de agua ligera se encuentran los de agua a presión (PWR, siglas de Pressurized Water Reactor), que tienen dos circuitos cerrados de agua; y los de agua en ebullición (BWR, de Boiling Water Reactor), que sólo tienen un circuito, de manera que el vapor se produce directamente en el interior de la vasija del reactor.

Los seis reactores de la central japonesa de Fukushima Daiichi son del tipo BWR, en tanto que los cuatro de Chernóbil eran de los llamados RBMK, un tipo de reactor de diseño soviético hoy obsoleto, que empleaba grafito como moderador y agua en ebullición como refrigerante.

La reacción nuclear de fisión fue descubierta por los científicos O. Hahn y F. Strassmann el 1938; y el primer reactor nuclear se consiguió en 1942, en la Universidad de Chicago (EEUU), bajo la dirección de Enrico Fermi. EFE