Nuclear 3 - U

Nuclear 3
((A nuclear power reactor is just a fancy way of boiling water.)) —
♥♥ Leslie Dewan ♥ ♥
teo
Rápidos , Térmicos Según velocidad de los neutrones, fisión.
agua ligera, agua pesada o grafito según moderador.
Centrales nucleares
Térmica, vapor, turbina, fisión, uranio, torio no (carecer isótopo fisible)
200 MeV por fisión ⇒ 3,2×10−11 watt-seconds
3.1 ×1010 fisiones por segundo producen 1 W
1 gr uranio o plutonio libera 1 MW
uranio natural, uranio enriquecido según el combustible, U-235 misma naturaleza (0.7 %) , enriquecido
entre un 3 y 5 por ciento.
agua (ligera o pesada) o un gas (anhı́drico
carbónico y helio), según refrigerante, otros (vapor
agua, metales lı́quidos o sales fundidas)
1 pastilla uranio equivale a 810kg carbón, 565 petróleo, prop PWR- Pressurized Water Reactor
El más usado. Sovieticos (VVER)
489 m3 gas natural.
Moderador: agua
CP-1 , Chicago Pile-1 (1942)
Refrigerante: agua
combústible de naturaleza cerámica, uranio enriquecido en
Evolución
forma de ÓXIDO.
• Gen I: Early Prototypes(50-65), Shippingport,
Agua refrigeración, circula gran presión, lleva energı́a
Dresden, Magnox
desprendida en el núcleo del reactor a un intercambia• Gen II: Commercial Power(70-90), PWRs,
dor de calor generador de vapor, alimentando al turboBWRs, CANDU
grupo
• Gen III: Advanced LWRs (90 →) CANDU 6,
systerm80+, AP600
• Gen III+ (2010 →) ABWR, ACR1000, AP1000,
APWR, EPR, ESBWR
• GEN IV: Revolutionary Designs (2030 →) Safer, Sustainable, Economical, More Proliferation
Resistant and Physically Secure
USA ∼ 100 reactors, france ∼ 50, Japan ∼ 45, Argentina 3
La mayoria son PWR, BWR y PHWR, luego en menor
cantidad LWGR, GCR, FBR
BWR ⇒
75208
78
PWR ⇒
267126
285
promedio net electrical capacity
ītem PHWR ⇒
24634
49
les franchutes 80 % Nuclear
Argentina 4 %
se destaca China (construyendo muchos reactores) y
emiratos arabes (what about petroleum?)
¿Cuántos ciclos tiene un PWR?
def BWR- Boiling Water Reactor
Moderador: Agua
Refrigerante: Agua
Combustible: Uranio enriquecido en forma de óxido (cerámica)
La ebullición de lagua LIGERA tiene lugar en el interior del
núcleo del reactor, en el que la presión es inferior a la del
sistema anterior.
El vapor, se separa del caudal agua refrigerante, por medio
de unos separadores y secadores, luego fluye a la turbina. ¿en
general que problemas podrı́a tener la turbina?
2 ciclos.
def GCR Gas Cooled Reactor grafito-gas
Combustible: Uranio natural, en forma de METAL, introducido en tubos de una aleación de magnesio.
Moderador: grafito
Refrigerante: anhı́drido carbónico.
franchutes y reino unido. Genera el vapor mediante un circuito cambiador de calor, exterior o interior a la vasija que
contiene el núcleo.
def AGR- Advanced Gas Reactor UK, sucesor de
grafito-gas. Diferencias: Combustible: óxido de uranio enprop Componentes básicos del ciclo termodinámico riquecido, está introducido en tubos de acero inoxidable y
de una CN
vasija, hormigón pretensado, contiene en su interior los GV.
Sistema de generación de vapor
def HTGR- High Temperatura Gas Reactor Etapa
siguiente
de reactores Refrigerados por gas. Alemanes, UK,
Turbina
USA.
Condensador
Difiere en 3 aspectos principalmente:
Utilización del helio como refrigerante, en lugar del anhı́drido
Bombas
carbónico.
prop Componentes de un reactor nuclear
Combustible: cerámico (en vez de metálico)
Temperaturas del gas: mucho más elevadas.
Combustible
reactores no debieen durar más de 30 años
Moderador
Refrigerante
Reflector
Blindaje
teo
Centrales Nucleares II 146
def
Clasificaciones:
def LWGR - Light Water Graphite Reactor
Combustible: Uranio ligeramente enriquecido (2 %)
Moderador: Grafito
Refrigerante: Agua ligera, que se transforma en vapor en el
propio reactor.
sinónimo: RBMK
tipo C H E R N O B Y L , diseño único de origen soviético,
de gran tamaño y con caracterı́sticas esencialmente distintas
a las de los reactores occidentales.
def HWR- Heavy Water Reactor
CANDU y tbn en India.
Combustible: uranio natural o enriquecido en forma de óxido,
introducido en tubos de circonio.
Moderador: agua pesada
Refrigerante: agua pesada
En su diseño, más común los tubos de combustibles están
introducidos en una vasija (CALANDRIA que contiene el
moderador, agua pesada.
Refrigerante, se mantentiene a presión para que no entre en
ebullición, produciéndose el vapor en unos cambiadores de
calor por los que circula agua ligera
def FBR-Fast Breeder Reactor reproductor
no utilizan moderador, fisiones por neutrones rápidos.
núcleo: zona fisionable, rodeado por zona fértil (U238 o natural → Plutonio).
Refrigerante: sodio lı́quido
Vapor se produce en intercambiadores de calor.
En la zona fértil se produce mayor cantidad de material fisionable que la que consume el reactor en su funcionamiento.
(Phenix [FR] , Monju [JP] , [RU])
teo
232 LWR
obs Considerando régimen estacionario:
p. producidos, a. absorbidos, e.escapan.
Cantidad neutrones:
p. fisión = a. en estructuras + e. del núcleo.
Equivalentemente: M 2 κ2 φ + (k∞ − 1)φ = 0