¿Sabes cómo funciona una central nuclear y cuáles elementos son necesarios en el proceso? Descúbrelo a continuación.
Una central nuclear es una instalación industrial que se encarga del proceso para generar energía eléctrica a partir de la energía nuclear. A través de reactores nucleares se obtiene la energía térmica que es convertida en energía mecánica y consecutivamente en energía eléctrica.
El funcionamiento de una central nuclear es un tema interesante y es precisamente el tema del que hablamos en este artículo.
Qué es una central nuclear
Antes de estudiar su complejo funcionamiento debemos saber qué es una central nuclear y para qué sirve.
Una central o planta nuclear, también llamada en algunos casos central térmica nuclear; es una industria empleada para la generación de energía eléctrica.
Este tipo de planta emplea combustible nuclear fisionable que mediante diversas reacciones nucleares proporciona calor que es empleado también por un ciclo termodinámico convencional que produce el movimiento de alternadores. Como resultado, se transforma el trabajo mecánico en energía eléctrica.
Cómo funciona una central nuclear
Básicamente el proceso consiste en estos pasos:
- La energía nuclear, es decir, la que mantiene a los átomos y núcleos cohesionados; se rompe transformándose en energía térmica.
- Esta nueva energía obtenida se transforma a su vez en energía interna del agua al convertirse en vapor.
- Posteriormente, la energía interna se transforma en energía cinética y finalmente el generador transforma la energía cinética en energía eléctrica.
Para comprender mejor esto detallemos el funcionamiento de los elementos que conforman este tipo de centrales.
Una planta común de este tipo está formada por un conjunto de bloques principales que ahora describimos y que nos permiten entender cómo funciona una central nuclear.
Reactor nuclear
El primer bloque es el reactor, que se encuentra herméticamente cerrado en una vasija metálica.
Los reactores nucleares, para mantener una reacción en cadena, necesitan un combustible que esté en óptimas condiciones permitiendo así controlar la parada y la puesta del reactor.
El reactor está compuesto por combustible, refrigerante y materiales estructurales. En caso de que sea un reactor térmico solo necesita un moderador.
Es en esta parte de la central nuclear donde se transforma la energía de fisión nuclear en energía calorífica.
Para que este proceso se lleve a cabo, el reactor cede el calor al agua contenida en la vasija, que en ciertos tipos de central llega a hervir, mientras que en otros se encuentra a presión suficiente para que nunca se produzca tal ebullición.
En cualquiera de los dos casos, el vapor de agua pasa a través de un intercambiador de calor de un circuito independiente a un segundo bloque, en el que se encuentran las turbinas.
Turbinas
En las turbinas, el vapor genera un movimiento de giro que transforma la energía calorífica en energía mecánica.
Alternadores
El movimiento de giro del paso anterior se transmite mediante unos ejes al tercer bloque de la central donde los alternadores transforman la energía mecánica en energía eléctrica, que posteriormente se transmite a través de la red de distribución para ser usada en las distintas actividades del ser humano.
Recinto de contención
El reactor nuclear y los sistemas asociados a la producción de vapor están situados en un edificio conocido como recinto de contención.
Este edificio se diseña de forma tal que pueda soportar terremotos o impactos de gran potencia, como por ejemplo, la caída de un avión sobre él.
En el interior del edificio se encuentran unas piscinas que sirven para almacenar el material irradiado, además de un conjunto de sistemas de emergencia, que han sido diseñados para refrigerar el reactor en cualquier situación de peligro.
Residuos Nucleares
Las centrales nucleares también utilizan los residuos nucleares los cuales han estado sujetos a un estricto control reglamentario institucional difícil de igualar por otras actividades industriales.
Los residuos nucleares son unos de los principales problemas de las plantas de energía nuclear, ya que si estos residuos no se tratan como deberían, afectan considerablemente al medio ambiente y la población.
Clasificación de los residuos nucleares
El 1 de enero del 2002 la Comisión Europea recomendó unificar criterios en cuanto al tema de los residuos nucleares, ya que en todos los países no emplean la misma clasificación.
A este respecto, la clasificación de residuos nucleares según la comisión europea es la siguiente:
Residuos nucleares de transición: Son residuos principalmente de origen médico. Durante el periodo de almacenamiento temporal, estos residuos se desintegran y luego se gestionan como residuos no reactivos, siempre que se preserven los valores de descalificación.
Residuos nucleares de baja y media intensidad: Son menos radiactivos y contaminantes que otro tipo de residuos, no obstante no es justificación para no darles el cuidado eficaz y necesario que requieren, impidiendo de esta manera la llegada de elementos contaminantes, los radionúcleidos, al medio ambiente. Tienen una vida máxima de 300 años.
Este tipo de residuos se generan principalmente en las instalaciones nucleares y radiactivas aunque también se producen en otros tipos de actividades.
En España por ejemplo, los residuos nucleares de baja y media intensidad se generan en:
- Minería y tratamiento del mineral de uranio
- Fabricación del combustible en las centrales nucleares
- Funcionamiento de las centrales
- Desmantelamiento de las centrales nucleares
- En el ámbito sanitario
- En las actividades Industriales
Residuos nucleares de alta intensidad: Generalmente este tipo de desechos están compuestos y cargados por un contenido bastante importante de radionucleidos de larga vida y deben ser almacenados en centros de acopio muy profundos descritos con las siglas AGP.
De igual manera se pueden integrar a esta categoría los materiales cuyos niveles de actividad son muy elevados.
Los residuos nucleares de alta intensidad se originan del combustible gastado irradiado de los reactores nucleares y pueden generar calor. Están constituidos por un periodo de semi-desintegración de más de 30 años.
