¿Cómo se produce la energía nuclear? Un reactor nuclear tiene mucho que ver en ese proceso. Pero ¿qué es un reactor nuclear? Lo veremos a continuación.
Además trataremos los tipos de reactores nucleares de fisión que existen, sus usos más comunes y trataremos sus ventajas y desventajas.
Qué es un reactor nuclear
El reactor nuclear es un dispositivo donde puede producirse una reacción nuclear en cadena controlada.
Esta reacción es utilizada para obtener energía en las denominadas centrales nucleares. Las centrales nucleares generalmente tienen varios reactores.
La energía nuclear de forma comercial, actualmente es producida solo por los reactores de fisión, que son los que más tendremos en cuenta en este artículo, pero también se usan actualmente los reactores experimentales de fusión.
Tipos de reactor nuclear de fisión
Reactores de agua ligera (Light Water Reactors)
Los reactores de agua ligera utilizan como refrigerante y moderador el agua. Como combustible emplean uranio enriquecido.
Los más utilizados son los PWR (reactores de agua a presión) y los BWR (reactores de agua en ebullición).
CANDU. Canadá deuterio uranio (Canada Deuterium Uranium)
Utilizan como moderador y refrigerante, agua pesada que está compuesta por dos átomos de deuterio y uno de oxígeno. Como combustible utilizan uranio natural.
Reactores rápidos realimentados (Fast Breeder Reactors)
Utilizan neutrones rápidos en lugar de neutrones térmicos para la consecución de la fisión. Como combustible se utiliza plutonio y como refrigerante sodio líquido. Este reactor no necesita moderador.
Reactor refrigerado por gas avanzado (Advanced Gas-cooled Reactor)
El reactor refrigerado por gas avanzado usa uranio como combustible. Como refrigerante utiliza dióxido de carbono y como moderador grafito.
Reactor de canales de alta potencia (Reactor Bolshoy Moshchnosty Kanalny)
Este tipo de reactor utiliza grafito como moderador y agua como refrigerante. Además de uranio enriquecido como combustible.
Como características particulares tenemos que puede recargarse en marcha y tiene un coeficiente de reactividad positivo.
El reactor de Chernóbil era un reactor de canales de alta potencia.
Reactor de Lecho Fijo
Un reactor de lecho fijo es un reactor modular de 4 generaciones, en el cual la cámara de combustible se encuentra separada de la cámara de reacción
Sistema asistido por acelerador
Utiliza una masa subcrítica, en la que se produce la fisión solo por la introducción, mediante aceleradores de partículas de neutrones, en el reactor.
Se encuentran en fase de experimentación, y se prevé que una de sus funciones fundamentales sea la eliminación de los desechos nucleares producidos en otros reactores de fisión.
Usos de un reactor nuclear
Los reactores nucleares se utilizan principalmente en cuatro ámbitos: generación nuclear, propulsión nuclear, transmutación de elementos y aplicaciones de investigación. Veamos de qué trata cada una de estas aplicaciones.
1. Generación nuclear: Producen el calor para así tener como resultado la generación de energía eléctrica. Producen el calor utilizado en la industria y aplicaciones domésticas.
También, producen hidrógeno mediante la electrolisis de alta temperatura. .
2. Propulsión nuclear: La propulsión nuclear es usado en el transporte marítimo, en cohetes de propulsión térmica nuclear y en cohetes de propulsión térmica nuclear pulsada.
3. Trasmutación de elementos: Se basa en la producción de plutonio que es utilizado para la fabricación de combustible de otros reactores y de armamento nuclear.
También se aplica en la creación de isótopos radioactivos, como por ejemplo el americio que se usa mucho en detectores de humo, el cobalto-60 y otros que son usados en tratamientos médicos.
4. Aplicaciones de investigación: Esto incluye el uso frecuente de neutrones y positrones que son utilizados para análisis mediante la activación neutrónica.
Además, se usan en la investigación para el uso de la tecnología nuclear, que cada día va en auge.
Ventajas y desventajas de un reactores nuclear
En la actualidad los reactores nucleares casi no emiten contaminantes para el medio ambiente, aunque en algunos períodos estos reactores emiten gases reactivos en pequeñas cantidades.
Además, los residuos producidos por los reactores nucleares son muy pocos y mejor controlados que los residuos emitidos por las plantas que se alimentan de combustibles fósiles.
Pero, esto no quiere decir que los reactores nucleares sean inofensivos, pues llevan implícitas serias desventajas.
Dentro de las desventajas de los reactores nucleares debemos tomar en cuenta que existe peligro para los habitantes de la región donde se encuentre el reactor.
Pueden suceder algunas cosas como: un ataque terrorista, un accidente de la central atómica, el peligro causante de los residuos emitidos por el reactor nuclear hacia el medio ambiente que produzcan un efecto negativo en la salud de las personas, que se produzca un basurero nuclear, entre otros.
De hecho, a lo largo de la historia moderna han ocurrido ya accidentes reales en algunas centrales de reactores nucleares, algunos de ellos son los siguientes:
1- Mayak (Rusia) en 1957.
2- Windscale (Gran Bretaña) en 1957.
3- Three Mile Island (Estados Unidos) en 1979.
4- Chernóbil (Ucrania) en 1986.
5- Tokaimura (Japón) en 1999.
6- Fukushima (Japón) 2011.
Como vemos, existe alta peligrosidad en los residuos nucleares, y de hecho hasta el día de hoy sigue siendo un tema que genera mucha controversia.
El tema de los residuos nucleares es también alarmante. La mayoría de los países que tienen una central nuclear, tienen empresas propias de la nación que se encargan de que sean gestionados estos residuos.
Sin embargo, lamentablemente en la actualidad no existen almacenes definitivos para enterrar el combustible gastado en las centrales nucleares, sino que este se suele mantener en piscinas en los mismos emplazamientos de los reactores o en almacenes centralizados.
Muchas personas miran esta opción como algo bastante razonable, ya que el combustible que es gastado se conserva en un 95% del uranio. En el futuro se espera su posible reutilización, así se disminuirían los costes del mismo.
