Centrales Nucleares: Funcionamiento, Componentes y Seguridad

Una central nuclear es una central termoeléctrica donde la fuente de energía térmica se obtiene de la fisión de átomos de uranio y plutonio. Las transformaciones de energía en una central nuclear son: energía nuclear (combustible) -> energía térmica (caldera) -> energía cinética (vapor) -> energía cinética de rotación (turbina) -> energía eléctrica (alternador) -> utilización.

Reactor Nuclear

El reactor nuclear es el componente más importante de las centrales nucleares y constituye su núcleo. Es el sistema que permite producir y controlar reacciones en cadena sostenidas, haciendo posible el aprovechamiento de la energía térmica para obtener vapor de agua que acciona la turbina conectada al generador eléctrico.

Partes del Reactor

• La vasija del reactor: Recipiente de acero que contiene la fuente de neutrones y el combustible nuclear.
• El moderador: Reduce la velocidad de los neutrones emitidos en las reacciones de fisión para asegurar su impacto con otros átomos fisionables y mantener la reacción.
• Las barras de control: Regulan el número de fisiones mediante materiales que absorben neutrones.
• El refrigerante: Evita el sobrecalentamiento del reactor y transporta el calor generado al grupo turbina-alternador.

Tipos Principales de Centrales Nucleares

• Centrales con reactor de agua a presión (PWR): Usan uranio enriquecido, agua como refrigerante y moderador. El calor se transfiere a un circuito secundario para producir vapor.
• Centrales con reactor de agua en ebullición (BWR): Usan uranio enriquecido y agua, pero el vapor se obtiene directamente dentro del reactor, simplificando el circuito primario.
• Centrales con reactores de neutrones rápidos: No utilizan moderador, por lo que las fisiones se hacen con neutrones rápidos, requiriendo una mayor cantidad de combustible.

Equipamiento de una Central Nuclear

• Edificio de contención: Alberga el reactor y el circuito primario. Es cilíndrico, con muros de hormigón y acero para evitar emisiones de radiación y resistir sismos.
• Edificio de turbinas: Aloja el grupo turbina-alternador, reescalfadores, condensadores y precalentadores.
• Edificio del combustible: Almacena el combustible de recarga y el ya utilizado.
• Edificio de control: Contiene la sala de control, centro neurálgico de la central.
• Edificio auxiliar: Dispone de sistemas auxiliares, de seguridad y de tratamiento de residuos radiactivos.

Funcionamiento de una Central Nuclear

El calor del reactor es transportado por el agua refrigerante al circuito secundario en los generadores de vapor. El vapor acciona la turbina, que a su vez mueve el alternador. La energía eléctrica se entrega a la red tras elevar la tensión. El vapor vuelve a estado líquido en el condensador y se reinicia el ciclo. El agua de refrigeración del condensador forma un circuito abierto, tomando agua del río o mar y devolviéndola tras su uso. Si el caudal del río es escaso, el agua se enfría en torres de refrigeración.

Sistemas de Seguridad de Centrales Nucleares

• Personal altamente cualificado y especializado.
• Revisión anual exhaustiva de elementos mecánicos.
• Control constante del estado de los equipos y mantenimiento preventivo.
• Control radiactivo de todas las emisiones.
• Detección e identificación de anomalías.
• Activación de sistemas de alarma y respuesta inmediata si se superan los límites de emisión.
• Vigilancia radiológica ambiental de la zona.