El primero nuclear El reactor fue diseñado para usarse en bombas para generar 239Pu. Después de eso, estos reactores se utilizan para diferentes propósitos como generación eléctrica y también se utiliza en la propulsión de barcos para generar radioisótopos y suministrar calor. Hay diferentes tipos de reactores nucleares disponibles en diferentes diseños donde la generación de energía en estos reactores depende principalmente de la fisión nuclear. Los reactores de uso frecuente son el PWR (reactor de agua a presión), el BWR (reactor de agua en ebullición) y el PHWR (reactor de agua pesada a presión). Este artículo analiza una descripción general de un reactor nuclear, componentes y tipos.
¿Qué es un reactor nuclear?
Definición: El reactor nuclear es un sistema esencial en una planta de energía . Incluyen reacciones de drenaje nuclear para generar calor mediante un método llamado fisión. El calor que se genera se puede utilizar para hacer vapor para hacer girar un turbina . Para que se pueda generar electricidad. A nivel mundial, hay cientos de reactores comerciales, ya que más de 90 reactores están ubicados en los EE. UU. Por tanto, la energía nuclear es una de las mayores fuentes de energía para obtener electricidad fiable y libre de carbono.
¿Cómo funciona un reactor nuclear?
La función principal del reactor nuclear es controlar la fisión nuclear. El principio de funcionamiento del reactor nuclear es la fisión nuclear y es un tipo de método utilizado para dividir el átomos para generar electricidad. Los reactores nucleares utilizan uranio que se procesa en diminutos gránulos de cerámica y se apila conjuntamente en barras de combustible. Un conjunto de combustible puede estar formado por un grupo de más de 200 barras de combustible. Por lo general, se puede fabricar un núcleo de reactor a través de estos conjuntos en función del nivel de potencia.
En la vasija de un reactor nuclear, las barras de combustible se colocan dentro del agua. Para que pueda actuar como refrigerante y como mediador para ayudar mientras reduce la velocidad de los neutrones. Estos neutrones se pueden generar mediante fisión para mantener la reacción en cadena.
Después de eso, se pueden colocar barras de control en el núcleo del reactor para reducir la velocidad de reacción. El calor generado a través del proceso de fisión puede convertir el agua en vapor para hacer girar una turbina para generar electricidad libre de carbono.
Componentes
Lo esencial componentes del reactor nuclear incluyen principalmente los siguientes. El diagrama del reactor nuclear se muestra a continuación.
Diagrama de bloques del reactor nuclear
- Centro
- Reflector
- Barras de control
- Moderador
- Refrigerante
- Turbina
- Contención
- Torres de enfriamiento
- Blindaje
Centro
El núcleo del reactor incluye combustible nuclear para generar calor. Incluye uranio con sistemas de control y materiales estructurales menos enriquecidos. La forma del núcleo es un cilindro circular con un diámetro de 5 a 15 metros. El núcleo incluye varios pasadores de combustible individuales.
Reflector
El reflector está dispuesto alrededor del núcleo para replicar la parte posterior de los neutrones que se desbordan de la superficie del núcleo.
Barras de control
Varillas de control de reactores nucleares están diseñados con elementos de masa pesada. La función principal de esto es absorber los neutrones. Para que pueda continuar o detener una reacción. Los principales ejemplos de estas varillas son plomo, cadmio, etc.
Estas varillas se utilizan principalmente para iniciar el reactor, mantener la reacción a un nivel constante y apagar el reactor.
Moderador
La función principal del moderador en un reactor nuclear es ralentizar los neutrones de los niveles de energía altos así como de las velocidades altas. De modo que existe la posibilidad de que el neutrón golpee las barras de combustible, aumentará.
Los moderadores modernos utilizados en la actualidad incluyen principalmente agua H2o, agua pesada D2o, berilio y grafito. Las propiedades del moderador son la estabilidad térmica es alta, la estabilidad química y de radiación, la no corrosividad, etc.
Refrigerante
El material que se usa para transferir el calor del combustible a una turbina a través del núcleo, como agua, sodio líquido, agua pesada, helio u otra cosa, se conoce como refrigerante. Las características del refrigerante incluyen principalmente que el punto de fusión es bajo, el punto de ebullición es alto, no es tóxico, tiene menos viscosidad, la estabilidad de la radiación y los productos químicos, etc. Los refrigerantes comúnmente utilizados son Hg, He, Co2, H2o.
Turbina
La función principal de la turbina es transferir la energía térmica del dispositivo refrigerante a la electricidad.
Contención
La contención separa el reactor nuclear del entorno. Generalmente, estos están disponibles en forma de cúpula y diseñados con hormigón de alta densidad y reforzado con acero.
Torre de enfriamiento
Estos son utilizados por algunos tipos de plantas de energía para convertir el exceso de calor que no se puede convertir en energía térmica debido a las leyes termodinámicas. Estas torres son los símbolos hiperbólicos de la energía nuclear. Estas torres pueden generar simplemente vapor de agua dulce.
Blindaje
Protege a los trabajadores del efecto de la radiación. En el proceso de fisión, se pueden formar partículas como alfa, beta, gamma, neutrones rápidos y lentos. Entonces, para darles seguridad, se utilizan capas gruesas de concreto o plomo alrededor del reactor. Las partículas alfa y beta se pueden detener utilizando capas gruesas de plásticos o metales.
Tipos de reactores nucleares
En todo el mundo, existen diferentes tipos de reactores nucleares disponibles. Basado en su diseño, utiliza uranio con diferentes concentraciones utilizado como combustible, moderadores para retrasar el proceso de fisión y refrigerantes para la transferencia de calor. El PWR o reactor de agua a presión es el tipo de reactor más común.
PWR / Reactor de agua presurizada
Estos tipos de reactores se utilizan con mayor frecuencia en todo el mundo. Utiliza agua normal como moderador y refrigerante. En esto, el refrigerante puede apresurarse para evitar que se convierta en vapor para mantenerlo durante el proceso. Potentes bombas mueven el agua mediante tuberías, transfieren el calor del agua hirviendo en un circuito secundario. El vapor resultante impulsa el generador de turbina para generar electricidad.
Reactores de agua hirviendo / BWR
En estos reactores, la guerra ligera funciona tanto como refrigerante como moderadora. El refrigerante se reserva a baja presión para hervir el agua. El vapor se puede suministrar directamente a los generadores de turbinas para generar electricidad.
Reactores de agua pesada presurizada
Estos también se conocen como reactores de tipo CANDU. Estos reactores representan alrededor del 12% de los reactores nucleares a nivel mundial. Estos se utilizan principalmente en todas las centrales nucleares canadienses. Estos reactores utilizan agua pesada como refrigerante y moderador. Como combustible, utiliza uranio natural porque, en un reactor de agua a presión, el refrigerante se puede utilizar para hervir agua normal en un circuito diferente.
Reactores refrigerados por gas
Estos reactores se utilizan únicamente en el Reino Unido. Estos están disponibles en dos tipos, a saber, el Magnox y el AGR (reactor avanzado refrigerado por gas). Estos reactores usan C02 como refrigerante y grafito como moderador. El combustible utilizado en el Magnox es uranio natural, mientras que en el AGR se utiliza uranio mejorado.
Reactores de grafito de agua ligera
Estos reactores se utilizan en el país Rusia. Entonces, estos reactores usan agua común como refrigerante y grafito como moderador. En los reactores de agua hirviendo, el refrigerante hierve cuando se suministra a todo el reactor. El vapor generado se suministrará directamente a los generadores de turbina. Los primeros diseños de los reactores de tipo LWG solían funcionar sin características de seguridad.
Reactores reproductores rápidos
Estos reactores utilizan neutrones rápidos para convertir materiales como U238 y Thorium232 en materiales fisibles para alimentar el reactor. Este proceso está unido al reciclaje, que tiene la capacidad de mejorar los recursos accesibles de combustible nuclear. Estos reactores operan en Rusia.
Pequeños reactores modulares
El SMR moderno está diseñado principalmente de forma económica. Estos reactores están creciendo para suministrar electricidad a pequeñas redes eléctricas y probablemente para suministrar calor a industrias de recursos. Estos reactores también se pueden utilizar en redes más grandes cuando aumenta la demanda.
Algunos reactores de tipo SMR se encuentran en etapas difíciles de desarrollo, como totalmente subterráneos, lo que reduce el uso de tierra, personal y requisitos de seguridad. Algunos de estos reactores contienen sistemas de seguridad pasiva que funcionan hasta 4 años sin rellenar
Algunos otros tipos de reactores son CANDU, Generador rápido, Torio, Agua hirviendo, Agua presurizada, Prismático, Sal fundida, Modular pequeño, Generadores térmicos de radioisótopos, Reactores de fusión, RBMK, Magnox, Lecho de guijarros, Supercrítico refrigerado por agua, AES-2006 / Reactores de tipo VVER-1000, VHTR, HTGR y de investigación.
Usos del reactor nuclear
los aplicaciones del reactor nuclear Incluya lo siguiente
- Estos se utilizan en plantas de energía nuclear para generar electricidad y también se utilizan en propulsión nuclear marina.
- Las plantas de energía nuclear suministran la energía necesaria para producir energía eléctrica.
- Estos impulsan las hélices de los barcos de otro modo para hacer girar los ejes de los generadores eléctricos.
Por lo tanto, se trata de una descripción general de un reactor nuclear . De manera similar, existen diferentes tipos de reactores nucleares comerciales disponibles en todo el mundo, como los refrigerados por gas, neutrones rápidos y grafito de agua ligera, agua presurizada, agua hirviendo, agua pesada presurizada y reactores reproductores rápidos. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuál es el combustible utilizado en PHWR?
