Un reactor nuclear aprovecha la energía liberada de la fisión nuclear, un proceso donde los núcleos atómicos pesados se dividen en más ligeros. Aquí hay un desglose simplificado del proceso de transferencia de energía:
1. Fisión:
* combustible: El reactor utiliza combustible nuclear, típicamente uranio, que contiene isótopos fissiles como el uranio-235.
* Bombardeo de neutrones: Un neutrón golpea un núcleo de uranio, lo que hace que se vuelva inestable y se divida (fisión) en dos núcleos hija.
* Lanzamiento de energía: Esta fisión libera una gran cantidad de energía en forma de:
* Energía cinética: Los núcleos y neutrones hija son expulsados a altas velocidades.
* rayos gamma: Se liberan fotones de alta energía.
2. Generación de calor:
* moderación: Los neutrones liberados se ralentizan por un moderador (generalmente agua o grafito) para aumentar la posibilidad de fisión adicional.
* Transferencia de energía: Los neutrones y los núcleos de la hija que se mueven rápidamente chocan con átomos en el refrigerante del reactor (agua), transfiriendo su energía cinética y generando calor.
3. Eliminación de calor y producción de energía:
* Circulación del refrigerante: El refrigerante calentado se distribuye a través del núcleo del reactor, eliminando continuamente el calor.
* generación de vapor: El refrigerante caliente se usa para generar vapor en un intercambiador de calor.
* Operación de turbina: El vapor impulsa una turbina, que a su vez impulsa a un generador para producir electricidad.
4. Gestión de residuos:
* Gastado combustible: Los productos de fisión son altamente radiactivos y necesitan almacenarse de forma segura en un grupo de combustible gastado para enfriamiento y luego eliminación.
* Residuos radiactivos: El reactor también produce otros desechos radiactivos, que deben administrarse de acuerdo con estrictos protocolos de seguridad.
Conceptos clave:
* Reacción en cadena: Los neutrones liberados de la fisión pueden causar más eventos de fisión, creando una reacción en cadena autosuficiente que produce energía térmica.
* varillas de control: Las varillas de control, hechas de material absorbente de neutrones, se insertan o se retiran para regular la reacción en cadena y controlar la potencia del reactor.
* Sistemas de seguridad: Existen múltiples sistemas de seguridad para garantizar una operación segura y prevenir accidentes.
En resumen:
Los reactores nucleares aprovechan la energía liberada de la fisión nuclear a través de una reacción en cadena controlada. La energía se transfiere a un refrigerante, que se utiliza para generar vapor y producir electricidad. Este complejo proceso se gestiona cuidadosamente para garantizar la seguridad y la eficiencia.
