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Reactor nuclear. Física.

Definición

Una central nucleoeléctrica es una planta que utiliza la energía contenida dentro del átomo, a través de un dispositivo denominado reactor nuclear. El reactor nuclear controla el proceso de fisión, para que se aproveche el calor generado para producir vapor de agua, el cual mueve turbinas que accionan generadores de energía eléctrica.

Figura 1. Esquema de una nucleoeléctrica.

Componentes básicos de un reactor nuclear

Los componentes básicos de un reactor nuclear son: blindaje, combustible, moderador, refrigerante y varillas de control.

Blindaje

El blindaje o escudo es el material que recubre al reactor nuclear. Evita que la radiación escape. Generalmente está formado de ladrillos de grafito recubierto por una segunda capa de concreto.

Combustible

El combustible nuclear que se utiliza es principalmente el ^{239}{Pu} y óxido de uranio U_3 O_8, que contiene alrededor del 0.7% de ^{235}{U}. Este compuesto debe enriquecerse para aumentar su proporción a 3 o 4%. El combustible en forma de varillas se coloca entre los espacios de grafito localizado dentro del reactor.

Moderador

El moderador tiene como función mantener bajo control la reacción en cadena. Frena a los neutrones para que se puedan fisionar con los núcleos pesados. En este procedimiento se usan agua pesada, grafito, agua común, H_2, \text{He} y \text{Be}.

Refrigerante

El refrigerante tiene como función extraer el calor del interior del reactor. Esto se hace con \text{CO}_2, helio, agua pesada, sodio fundido y agua normal.

Varillas de control

Las varillas de control son barras colocadas a distintas variables. Absorben neutrones para mantener bajo control su concentración. Se hacen de acero, boro, cadmio y hafnio. Su importancia radica en que de no controlarse el calor generado fundiría el centro del reactor y el material radiactivo escaparía. Para evitar lo anterior, en todo momento se tiene listo un conjunto de barras suplementarias.

Figura 2. Componentes de un reactor nuclear.

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