• DATOS SOBRE LA CENTRAL DE TRILLO Produce anualmente 8000 millones de Kwh. • Operación de la central: Los combustibles que configuran el núcleo del reactor son sustituidos por combustibles nuevos y trasladados a la piscina de combustible gastado. • El contenedor D. P. T. De uso doble: El contenedor metálico D. P. T. está diseñado para el combustible de la Central Nuclear de Trillo 1 y permite el transporte y almacenamiento en seco de 21 elementos de combustible. • Almacén temporal exclusivo para la Central Nuclear de Trillo 1: El almacén temporal de combustible gastado proyectado dispondrá de 2280 m2 - de superficie sutil capaz de almacenar hasta 80 contenedores. Su uso será exclusivo de Trillo 1, según especifica el V Plan de Residuos Radiactivos. GESTION DE COMBUSTIBLE • Funcionamiento de un reactor nuclear: El combustible mas utilizado en las centrales nucleares es el uranio. Este puede ser el uranio natural o enriquecido. El uranio se coloca en forma de barras, o en caso del enriquecido en forma de pastillas; y para retener este combustible, los productos obtenidos en la fision son protegidos dentro de unas vainas de acero estancas resistentes a la corrosión y a la erosión por parte del fluido refrigerante. Al disparar el neutrón que a de chocar con un núcleo de uranio es necesario el uso de un moderador que rebaja la velocidad del neutrón de 20.000 km/h a 2 km/h. Este moderador puede ser grafito, agua y liquidos organicos. Envolviendo a estas vainas esta el fluido refrigerante que se encarga de recoger el calor producido en la reacion nuclear para despues llegar hasta un intercambiador donde el calor produce vapor de agua que es utilizado para mover unas turbinas y asi producir energía • Principales temores que se tienen de las centrales nucleares El creciente empleo de la energía nuclear como fuente de energía plantea ciertos problemas relacionados con el control de los riesgos radiactivos. Los productos de la fisión controlada empleada en los reactores son peligrosos para el medio ambiente y la salud si se liberan en grandes cantidades, como ocurrió en Chernobil en 1986. En caso de producirse un accidente en una central con liberación de sustancias radiactivas, la Tierra podría quedar contaminada en muchos kilómetros a la redonda. Para impedir esto, los ingenieros nucleares diseñan los sistemas intentando minimizar el riesgo de fugas accidentales. 1º Que la central pueda estallar como una bomba nuclear: Es un caso muy improbable, ya que en una bomba más del 95% de los materiales que contienen son materiales fisibles, mientras que en las centrales estos materiales no superan el 4%. Además de que se 1

encuentran aislados. 2º Contaminación radiactiva: Es el temor más fundado sobre las centrales, tiene una probabilidad escasa de ocurrir aunque no es imposible. Para ello se llevan a cabo diversos procesos para asegurar la seguridad en estas centrales. • Radiación − Una radiacion es un raudal de particulas como esferas pequeñisimas elecrizadas (a, b) y ondas que salen del interior de las sustancias (g) Las radiaciones las podemos dividir en visibles, sensibles y no visibles. Dentro de las radiaciones visibles podemos encontrar la luz, de las sensibles el calor y de las invisibles los rayos solares y los rayos x. Estas radiaciones pueden ser divididas a su vez en naturales o artificiales. Las naturales son procedentes de la naturaleza y que se producen por un proceso natural, dentro de este grupo podemos encontrar las radiaciones cosmicas, los elementos radioactivos e incluso dentro del cuerpo humano el calcio y el potasio. Las radiaciones artificiales son provocadas por el ser humano y dentro de este tipo de radiaciones encontramos las radiaciones de la televisión, monitores, las esferas luminosas de los relojes y los aparatos de radiografía y de medicina. • Radiaciones: Naturales: • radiaciones cósmicas • elementos radiactivos • cuerpo humano Artificiales: • Televisión • Relojes con esferas luminosas • Aparato de radiografías de la medicina • Tipos de radiaciones: − Radiaciones a(alfa): recorren una distancia muy pequeña y son detenidos por una hoja de papel o por la piel humana. − Radiaciones b(beta): recorren en el aire una distancia de un metro y son detenidas por unos pocos centímetros de madera o una hoja de metal delgada. − Radiaciones g(gamma): recorren cientos de metros en el aire y son detenidas por una pared gruesa de plomo o cemento. • Efectos de las radiaciones: depende de: • La dosis o cantidad recibida 2

• Tipo de radiaciones, si es penetrable como los rayos g o los rayos x o en algunos casos los rayos b. • Parte del cuerpo que esta expuesta. • Clase de material radiactivo, ya que según la naturaleza del mismo al penetren el cuerpo se dirige a una parte de esta o a otra. Como el: Radio y uranio. • Proteccion: Hay tres maneras basicas de protegerse de una radiaccion dañina • El tiempo: cuanto menos tiempo se esté expuesto a una radiacion menor sera sus efectos sobre nuestro organismo • La distancia: cuanto más nos alejemos de la fuente de radiacion menos estarmos expuestos a sus efectos • La pantalla interpuesta: el interponer un objeto entre nosotros y una radiacion frenara a esta dependiendo del tipo de material de la pantalla y de las radiaciones que hayan sido emitidas • METODOS DE CONTENCIÓN DE SUSTANCIAS RADIACTIVAS 1º Barrera: La misma pastilla del combustible nuclear absorbe los neutrones de los materiales radiactivos, reduciendo mucho la probabilidad de escapes radiactivos. 2º Barrera: Un conjunto de patillas se juntan en un tubo igualmente protector reduciendo muchísimo la probabilidad de escapes 3º Barrera: Los tubos que contienes las pastillas, se almacenan en un recinto con un circuito de aire cerrado. 4º Barrera: Todas las sustancias y anteriores barreras se encierran en un edificio completamente aislado gracias a unas paredes de unos 15cm de acero y más de un metro de hormigón armado Otras líneas de defensa: Son revisiones periódicas, inspecciones, uso de componentes que den el máximo rendimiento. No usar el reactor nunca a la máxima capacidad. • Tipos de residuos Residuos gaseosos: Se encuentran disueltos en el refrigerante del reactor, su radiactividad disminuye hasta un valor radiactivo insignificante según pasa de un lugar a otro. Los gases pasan por una serie de filtros, que detienen los gases perjudiciales para más tarde descargarlos a la atmósfera mediante una chimenea. En las tuberías se instalan detectores de radiactividad que en caso de fallo cierran las válvulas. Residuos líquidos: Se consiguen del fondo del gasificador, se cambia a un evaporador y el líquido se destila, los fangos( que se acumulan en el fondo) que se producen de esta destilación son lo que se denomina las sustancias radiactivas. El resultado de la destilación se purifica aun más pasando por diversos filtros, los cuales se quedan con las sustancias radiactivas que puedan quedar de la destilación anterior. Más tarde los fangos son tratados como residuos sólidos. Residuos sólidos: 3

La eliminación de los materiales sólidos o semisólidos sin utilidad que generan las actividades humanas y animales. Se separan en cuatro categorías: residuos agrícolas, industriales, comerciales y domésticos. Los residuos comerciales y domésticos suelen ser materiales orgánicos, ya sean combustibles, como papel, madera y tela, o no combustibles, como metales, vidrio y cerámica. Los residuos industriales pueden ser cenizas procedentes de combustibles sólidos, escombros de la demolición de edificios, materias químicas, pinturas y escoria; los residuos agrícolas suelen ser estiércol de animales y restos de la cosecha. • Configuración de una central nuclear Esta constituida por cinco edificios principales: • Edificio de contención: alberga en su interior al reactor nuclear y al dispositivo de producción de vapor. • Edificio de turbina: contiene la turbina, el condensador y el generador eléctrico • Edificio de combustible: en el interior tiene profundas piscinas que guardan combustible • edificio auxiliar: Tiene dispositivos auxiliares para buen funcionamiento del reactor: tanques de agua, almacén de boro • edificio de control: Tiene la sala de control, un ordenador, oficinas y vestuarios, gigantescos acumuladores eléctricos. Otros menos importantes: • edificio que alberga los grupos diesel para producir electricidad si falta • Almacén de residuos de baja actividad: ropas herramientas • Parques de transformación: Poner la electricidad al voltaje necesario por líneas de alta tensión. • Edificios de bomba: tiene una bomba que sirve para impulsar el agua de refrigerador del condensador. El edificio del reactor de trillo tiene una forma cilindrico esferica de hormigon en cuyo interior esta recubierto por una capa de acero. • Partes de una central nuclear

− Edificio de contención primaria. − Edificio de contención secundaria. − Tuberías de agua a presión. − Edificio de turbinas. − Turbina de alta a presión. − Turbina de baja presión. − Generador eléctrico. − Transformadores. − Parque de salida. − Condensador. 4

− Agua de refrigeración. −Generador de vapor. −Torre de refrigeración −Sala de control. −Grúa de manejo del combustible gastado. −Almacenamiento del c.gastado. −Reactor. −Foso de descontaminación. −Almacén de combustible nuevo. −Grúa del edificio de combustible. −Bomba de refrigeración del reactor. −Grúa de carga del combustible. −Presionador.

• Reactores Reactores de energía nuclear Los primeros reactores nucleares a gran escala se construyeron en 1944 en Hanford, en el estado de Washington (EEUU), para la producción de material para armas nucleares. El combustible era uranio natural; el moderador, grafito. Estas plantas producían plutonio mediante la absorción de neutrones por parte del uranio 238; el calor generado no se aprovechaba. Reactores de propulsión Para la propulsión de grandes buques de superficie, como el portaaviones estadounidense Nimitz, se emplean reactores nucleares similares al RAP. La tecnología básica del sistema RAP fue desarrollada por primera vez en el programa estadounidense de reactores navales dirigido por el almirante Hyman George Rickover. Los reactores para propulsión de submarinos suelen ser más pequeños y emplean uranio muy enriquecido para que el núcleo pueda ser más compacto. Estados Unidos, Gran Bretaña, Rusia y Francia disponen de submarinos nucleares equipados con este tipo de reactores. Estados Unidos, Alemania y Japón utilizaron durante periodos limitados tres cargueros oceánicos experimentales con propulsión nuclear. Aunque tuvieron éxito desde el punto de vista técnico, las condiciones económicas y las estrictas normas portuarias obligaron a suspender dichos proyectos. Los soviéticos 5

construyeron el primer rompehielos nuclear, el Lenin, para emplearlo en la limpieza de los pasos navegables del Ártico. Reactores de investigación En muchos países se han construido diversos reactores nucleares de pequeño tamaño para su empleo en formación, investigación o producción de isótopos radiactivos. Estos reactores suelen funcionar con niveles de potencia del orden de 1 MW, y es más fácil conectarlos y desconectarlos que los reactores más grandes utilizados para la producción de energía. Una variedad muy empleada es el llamado reactor de piscina. El núcleo está formado por material parcial o totalmente enriquecido en uranio 235, contenido en placas de aleación de aluminio y sumergido en una gran piscina de agua que sirve al mismo tiempo de refrigerante y de moderador. Pueden colocarse sustancias directamente en el núcleo del reactor o cerca de éste para ser irradiadas con neutrones. Con este reactor pueden producirse diversos isótopos radiactivos para su empleo en medicina, investigación e industria (véase Isótopo trazador). También pueden extraerse neutrones del núcleo del reactor mediante tubos de haces, para utilizarlos en experimentos. Reactores autorregenerativos Existen yacimientos de uranio, la materia prima en la que se basa la energía nuclear, en diversas regiones del mundo. No se conoce con exactitud sus reservas totales, pero podrían ser limitadas a no ser que se empleen fuentes de muy baja concentración, como granitos y esquistos. Un sistema ordinario de energía nuclear tiene un periodo de vida relativamente breve debido a su muy baja eficiencia en el uso del uranio: sólo aprovecha aproximadamente el 1% del contenido energético del uranio. La característica fundamental de un `reactor autorregenerativo' es que produce más combustible del que consume. Lo consigue fomentando la absorción de los neutrones sobrantes por un llamado material fértil. Existen varios sistemas de reactor autorregenerativo técnicamente factibles. El que más interés ha suscitado en todo el mundo emplea uranio 238 como material fértil. Cuando el uranio 238 absorbe neutrones en el reactor, se convierte en un nuevo material fisionable, el plutonio, a través de un proceso nuclear conocido como desintegración ð (beta). La secuencia de las reacciones nucleares es la siguiente:

En la desintegración beta, un neutrón del núcleo se desintegra para dar lugar a un protón y una partícula beta. Cuando el plutonio 239 absorbe un neutrón, puede producirse su fisión, y se libera un promedio de unos 2,8 neutrones. En un reactor en funcionamiento, uno de esos neutrones se necesita para producir la siguiente fisión y mantener en marcha la reacción en cadena. Una media o promedio de 0,5 neutrones se pierden por absorción en la estructura del reactor o el refrigerante. Los restantes 1,3 neutrones pueden ser absorbidos por el uranio 238 para producir más plutonio a través de las reacciones indicadas en la ecuación (3). El sistema autorregenerativo a cuyo desarrollo se ha dedicado más esfuerzo es el llamado reactor autorregenerativo rápido de metal líquido (RARML). Para maximizar la producción de plutonio 239, la velocidad de los neutrones que causan la fisión debe mantenerse alta, con una energía igual o muy poco menor que la que tenían al ser liberados. El reactor no puede contener ningún material moderador, como el agua, que pueda frenar los neutrones. El líquido refrigerante preferido es un metal fundido como el sodio líquido. El sodio tiene muy buenas propiedades de transferencia de calor, funde a unos 100 °C y no hierve hasta unos 900 °C. Sus principales desventajas son su reactividad química con el aire y el agua y el elevado nivel de radiactividad que se induce en el sodio dentro del reactor. 6

En Estados Unidos, el desarrollo del sistema RARML comenzó antes de 1950, con la construcción del primer reactor autorregenerativo experimental, el llamado EBR−1. Un programa estadounidense más amplio en el río Clinch fue cancelado en 1983, y sólo se ha continuado el trabajo experimental. En Gran Bretaña, Francia, Rusia y otros Estados de la antigua URSS funcionan reactores autorregenerativos, y en Alemania y Japón prosiguen los trabajos experimentales. En uno de los diseños para una central RARML de gran tamaño, el núcleo del reactor está formado por miles de tubos delgados de acero inoxidable que contienen un combustible compuesto por una mezcla de óxido de plutonio y uranio: un 15 o un 20% de plutonio 239 y el resto uranio. El núcleo está rodeado por una zona llamada capa fértil, que contiene barras similares llenas exclusivamente de óxido de uranio. Todo el conjunto de núcleo y capa fértil mide unos 3 m de alto por unos 5 m de diámetro, y está montado en una gran vasija que contiene sodio líquido que sale del reactor a unos 500 °C. Esta vasija también contiene las bombas y los intercambiadores de calor que ayudan a eliminar calor del núcleo. El vapor se genera en un circuito secundario de sodio, separado del circuito de refrigeración del reactor (radiactivo) por los intercambiadores de calor intermedios de la vasija del reactor. Todo el sistema del reactor nuclear está situado dentro de un gran edificio de contención de acero y hormigón. La primera central a gran escala de este tipo empleada para la generación de electricidad, la llamada Super−Phénix, comenzó a funcionar en Francia en 1984. En las costas del mar Caspio se ha construido una central de escala media, la BN−600, para producción de energía y desalinización de agua. En Escocia existe un prototipo de gran tamaño con 250 megavatios. El RARML produce aproximadamente un 20% más de combustible del que consume. En un reactor grande, a lo largo de 20 años se produce suficiente combustible para cargar otro reactor de energía similar. En el sistema RARML se aprovecha aproximadamente el 75% de la energía contenida en el uranio natural, frente al 1% del RAL. Indice • Índice • Datos sobre la central nuclear de Trillo • Funcionamiento de una central nuclear • Radiación • Tipos de radiación • Métodos de contención de sustancias radiactivas • Tipos de residuos • Configuración de un reactor nuclear • Reactores • Reactores de energía nuclear • Reactores de propulsión • Reactores de investigación • Rectores de autorregenerativos • Bibliografía BIBLIOGRAFÍA • Encarta 99, microsoft • Internet

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• Apuntes del aula de Física y Química • Enciclopedia Larousse Planeta Retirada de contenedores al almacén centralizado exterior PLAN NACIONAL Política de gestión del combustible gastado ENRESA Combustible Gastado • Piscina • Almacén temporal en seco Central Nuclear de Trillo 1 Fabricación de combustible Mina de Uranio •

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