Sistemas de Generacin de energa.ENERGA NCLEAR.Tambin conocida como energa atmica, es la energa que se libera espontneamente o artificialmente en las reacciones nucleares. Sin embargo, ste ltimo trmino engloba otro significado, que es el aprovechamiento de dicha energa para elctrica, trmica y mecnica a partir de reacciones atmicas y su aplicacin, ya sea para fines pacficos o blicos.Las reacciones atmicas se dan en los ncleos de algunos istopos de ciertos elementos qumicos (radio-istopos). Siendo la ms conocida, la fisin de uranio, sta se usa para la creacin de energa dentro de los reactores nucleares; y, la ms habitual en la naturaleza, en el interior de las estrellas, la fisin del par deuterio-tritio es la que se produce.La energa desprendida en esos procesos nucleares suele aparecer en forma de partculas subatmicas en movimiento. Esas partculas, al frenarse en la materia que las rodea, producen energa trmica. Esta energa trmica se transforma en energa mecnica usando motores de combustin externa, como las turbinas de vapor.La principal caracterstica de este tipo de energa es la alta calidad de la energa que se puede producir por unidad de masa de material utilizado en comparacin con cualquier otro tipo de energa conocida por el ser humano, pero sorprende la poca eficiencia del proceso, ya que se desaprovecha entre un 86% y 92% de la energa que se libera.La fusin nuclear consiste en la unin de ncleos muy livianos. En el proceso por el cual varios ncleos atmicos de carga similar se unen y forman un ncleo ms pesado. Simultneamente se libera o absorbe una cantidad enorme de energa, que permite a la materia entrar en un estado plasmtico. La fusin de los ncleos de menor masa que el hierro (en este elemento y en el nquel ocurre la mayor energa de enlace nuclear por el nuclen) libera energa en general.La fisin nuclear, por su parte, es una reaccin que ocurre cuando un ncleo pesado se divide en dos o ms ncleos pequeos, adems de algunos subproductos como neutrones libres, fotones (generalmente rayos gamma) y otros fragmentos del ncleo como partculas alfa (ncleos de helio) y beta (electrones y positrones de alta energa).Con la invencin de la pila qumica por volta en 1800, se dio lugar a una forma compacta y porttil de generacin de energa. A partir de entonces fue incesante la bsqueda de sistemas que fueran an menores y que tuvieran una mayor capacidad de duracin.Un reactor nuclear es una instalacin fsica donde se produce, mantiene y controla una reaccin nuclear en cadena. Por lo tanto, en un reactor nuclear se utiliza un combustible adecuado que permita asegurar la normal produccin de energa generada por las sucesivas fisiones. Algunos reactores pueden disipar el calor obtenido de las fisiones, otros sin embargo utilizan el calor para producir energa elctrica.El primer reactor construido en el mundo fue operado en 1942, en dependencias de la UNIVERDIDAD DE CHICAGO, bajo la atenta direccin del famoso investigador Enrico Fermi. De ah el nombre de Pila de Fermi, como posteriormente se denomin a este reactor. Su estructura y composicin eran bsicas se le compara con los reactores actuales existentes en el mundo, basando su confinamiento y seguridad en slidas paredes de ladrillo de grafito.Los componentes de la planta ncleo-elctrica son: Ncleo, vasija, condensador, barras de control, turbina, agua de refrigeracin, generador de vapor, alternador, contencin de hormign, presionador y bomba.El combustible a utilizar, como ya se ha mencionado, puede ser fisionable en cantidades especficas que permita extraer de manera rpida y fcil la energa generada. En este caso, el uranio se utiliza en su forma isotpica de U-235. Sin embargo, hay elementos igualmente fisionables, como el subproducto de la fisin de uranio, el plutonio.La cantidad de uranio fisionable en la tierra es de alrededor del 0.7%, por lo que en la mayora de los reactores se emplea combustible donde se aumenta la cantidad de U-235.Las Barras de combustible son el lugar fsico donde se confina el combustible nuclear. Una caja soporte en la cual se encuentran laminas planas de aluminio mezclado con el uranio, separadas por una cierta distancia que permite la circulacin de fluido para disipar el calor generado.El Ncleo del reactor est constituido por las barras de combustible. ste posee una forma geomtrica que le es caracterstica, refrigerado por un fluido, generalmente agua. Dependiendo del reactor, el ncleo puede encontrarse sumergido en el interior de una piscina de agua, a unos 10 o 12 metros de profundidad, o bien al interior de una vasija de presin construida en acero.Las Barras de control, generalmente hechas de cadmio o boro, se encargan de iniciar o detener la fisin nuclear en cadena, en cualquier reactor. Estas barras son capaces de capturar los neutrones que se encuentran en el medio circundante. La captura neutrnica evita que se produzcan nuevas fisiones de los ncleos del uranio.El Moderador es un material que libera neutrones lentos para frenar los neutrones rapidos, que emergen en la fision nuclear, mediante el choque entre dichos atomos. Lo anterior sirve para asegurar continuidad de la reaccin en cadena, mediante la colision entre los nuevos neutrones y los ya existentes.Los moderadores pueden ser el agua natural (agua ligera), el agua pesada (deuterada), el carbono (grafito), etc.El Refrigerante se encarga de extraer el calor generado por las fisiones mediante fluidos no corrosivos, como es el agua ligera, el agua pesada, el anhdrido carbonico, etc.El Blindaje se encarga de proteger a la vida biolgica sometiendo la liberacin de los diferentes tipos de radiacion, y puede ser creado de diferentes materiales como el plomo, el agua y el hormign de alta densidad, con un espesor de 1.5 metros.Los Tipos de reactores nucleares se pueden clasificar de diferentes maneras, pero existen dos clasificaciones principales de reactores: Los Reactores de Investigacin. Utilizan los neutrones generados en la fisin para producir radioistopos o bien para realizar diversos estudios en materiales. Los Reactores de Potencia. Estos reactores utilizan el calor generado en la fisin para producir energa elctrica, desalinizacin de agua de mar, calefaccin, o bien para sistemas de propulsin. Otros criterios para clasificar diversos tipos de reactores: Segn la velocidad de los neutrones que emergen de las reacciones de fisin: Reactores rpidos o reactores trmicos. Segn el combustible utilizado: Reactores de Uranio natural (la proporcin de Uranio utilizado en el combustible es muy cercana a la que posee en la naturaleza) o de Uranio enriquecido (se aumenta la proporcin de Uranio en el combustible). Segn el moderador utilizado: Agua ligera, agua pesada o grafito. Segn el refrigerante utilizado: El agua (ligera o pesada), un gas (anhdrido carbnico, aire), vapor de agua, sales u otros lquidos. Como se puede notar, estos materiales pueden actuar en cierto tipo de reactores como refrigerante y moderador a la vez. Hay dos tipos de reactores de potencia de mayor uso en el mundo: Reactor de Agua en Ebullicin (BWR).

Moderador y refrigerante: Agua natural purificada. Combustible: U-238 enriquecido con U-235 (facilita la generacin de fisiones) Componentes:1. Nucleo del reactor.2. Barras de control.3. Cambiador de calor (generador de vapor).4. Presionador.5. Vasija.6. Turbina.7. Alternador.8. Bomba.9. Condensador.10. Agua refrigerante.11. Transformador.12. Recinto de contencin de hormign armado.13. Contencin primaria de acero. Descripcin: El calor generado por la reacciones en cadena se utiliza para hacer hervir el agua. El vapor producido se introduce en una turbina que acciona un generador elctrico. El vapor que sale de la turbina pasa por un condensador, donde es transformado nuevamente en agua lquida. Posteriormente vuelve al reactor al ser impulsada por un bomba adecuada.Reactor de Agua a Presin(P.W.R.).

Refrigerante: Agua a gran presin. Moderador: Agua o grafito. Combustible: U-238 enriquecido con U-235. Componentes:1. Nucleo del reactor.2. Barras de control.3. Cambiador de calor.4. Presionador.5. Vasija.6. Turbina.7. Alternador.8. Bomba.9. Condensador.10. Agua refrigerante.11. Transformador.12. Recinto de contencin de hormign armado. Descripcin: se basa en el principio de que el agua sometida a grandes presiones puede evaporarse sin llegar al punto de ebullicin, es decir, a temperaturas mayores de 100 C. El vapor se produce a unos 600 C, el cual pasa a un intercambiador de calor donde es enfriado y condensado para volver en forma lquida al reactor. En el intercambio hay traspaso de calor a un circuito secundario de agua. El agua del circuito secundario, producto del calor, produce vapor, que se introduce en una turbina que acciona un generador elctrico.Gamaliel Rodrguez GonzlezN.C. 10290767