Reactores y Centrales Nucleares,

y Aplicaciones No Eléctricas de la Energía Nuclear en la República Argentina.

Ing. Nuclear Aníbal BlancoInstituto Balseiro – Centro Atómico Bariloche - CNEA

San Carlos de Bariloche

“Perspectivas de la generación nucleoeléctrica en América Latina y el Caribe” OLADE, 26 de enero de 2010

3.0: Nuevo desarrollo tecnológico en el diseño, construcción, rendimiento y seguridad de reactores.

Isótopos

El átomo

Fuente: “Ablandando las Ciencias Duras” CD-ROMFuente: “Ablandando las Ciencias Duras” CD-ROM A. Blanco 2 / 28

La Fusión

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Reactores Nucleares de Fusión: Joint European Torus (10MW, 0.5seg, Q=0.65).

Futuro: ITER (2008+25a), DEMO (2000MW, start 2010, op. 2030?, grid 2040?), HiPER (2012?)

n + 14.1 MeV

4He + 3.5 MeV

La Fisión

Fuente: “Ablandando las Ciencias Duras” CD-ROMFuente: “Ablandando las Ciencias Duras” CD-ROM

La cadena automantenida

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Fisión RadiaciónRadiación((nn, , γγ , , ββ , ,

νν ))

Energía Energía (E=mc(E=mc22))

Reactores Nucleares

Reactores Nucleares: Producen energía a partir de la fisión nuclear.

Material Combustible = material fisionable (Uranio, Torio, Plutonio)

De Potencia:

• decenas a mil MW

• calienta agua (o gas, metal líquido)

• genera vapor que mueve turbinas

De Investigación:

• 0kW a decenas de MW

• produce neutrones para experimentos o producción de radioisótopos

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Energía Energía (E=mc(E=mc22))

RadiaciónRadiación((nn, , γγ , , ββ , ,

νν ))

Reactores Nucleares

De Investigación:

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Reactores Nucleares

De Potencia:

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Reactores Nucleares de Potencia: Clasificación

Según el combustible utilizado:

• Uranio natural

• Uranio enriquecido

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Según el moderador utilizado:

• Agua común o liviana (H2O)

• Agua pesada (D2O)

• Grafito

Según la velocidad de los neutrones:

• Reactores rápidos

• Reactores térmicos (o lentos)

Según el refrigerante utilizado:

• Agua común o liviana (H2O)

• Agua pesada (D2O)

• Gases

PWR: Agua liviana a presión (Mod y Ref), Uenr.

BWR: Agua liviana en ebullición (Mod y Ref), Uenr.

PHWR: Agua pesada a presión (Mod y Ref), Unat o ULE (Argentina).

HTGR: Ref. He, Mod. grafito, Uenr.

FBR: Ref. Na, sin moderador, Uenr+Pu, reproductor.

Reactores Nucleares

En el Mundo:

• Centenares de reactores de investigación en operación por más de 40 años. Experiencia total: 800 años-reactor.

• Centrales nucleares en Europa, América, Asia.

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En Argentina:

• 8 reactores de investigación construidos.

• 6 en operación.

• 2 centrales nucleares en operación, 1 en construcción.

Fuente: “Ablandando las Ciencias Duras” CD-ROMFuente: “Ablandando las Ciencias Duras” CD-ROM

Centrales Nucleares Argentinas: Atucha I y II

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La Central Nuclear de Atucha I - Esquema

Fuente: “Ablandando las Ciencias Duras” CD-ROMFuente: “Ablandando las Ciencias Duras” CD-ROM A. Blanco 11 / 28

Centrales Nucleares Argentinas: La Central Nuclear Embalse

Fuente: “Ablandando las Ciencias Duras” CD-ROMFuente: “Ablandando las Ciencias Duras” CD-ROM A. Blanco 12 / 28

La Central Nuclear Embalse - Esquema

Fuente: “Ablandando las Ciencias Duras” CD-ROMFuente: “Ablandando las Ciencias Duras” CD-ROM A. Blanco 13 / 28

Reactores Nucleares Experimentales

Reactores Experimentales o de Investigación:Reactores Experimentales o de Investigación:

• RA-1 (CA Constituyentes, 1958) – 40 KW

• RA-3 (CA Ezeiza, 1967) – 10 MW, 2003

• RA-6 (CA Bariloche, 1982) - con CG RA-3 – 500 KW

Conjuntos o “Facilidades” Críticas:Conjuntos o “Facilidades” Críticas:

• RA-0 (CAC, 1960 UN Córdoba, 1970) – 1 W

• RA-4 (UN Rosario, 1970) – Siemens – 1 W

• RA-8 (Complejo Tecnológico Pilcaniyeu, 1997) – 10 W

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El Centro Atómico Bariloche y el Instituto Balseiro – Vista Aérea

Vista invernal del edificio del Reactor A. Blanco 15 / 28

RA 6

Reactor de investigación y docencia RA-6 (CAB)

Vista invernal del edificio del Reactor

Hall del Reactor A. Blanco 16 / 28

Reactor de investigación y docencia RA-6 (CAB)

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Reactor de investigación y docencia RA-6 (CAB)

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Reactor de investigación y docencia RA-6 (CAB)

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Reactor de investigación y docencia RA-6 (CAB)

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Exportación Argentina de Tecnología Nuclear

• RP-10 (Perú) CNEA + Invap – 10 MWtt

• NUR (Argelia,1987) Invap + CNEA – 1 MWtt

• TRR (Irán) Invap + CNEA – renovación de núcleo y sistemas de barras de control – 5 MWtt

• MPR (Egipto,1997) Invap + CNEA – 22 MWtt – Reactor y Planta de producción de radioisótopos.

• RRRP (Australia, 2000)RRRP (Australia, 2000) Invap + CNEA Invap + CNEA – – 20 MW20 MWtt

8 oferentes, 4 finalistas: Alemania (Siemens), Canadá (AECL), Francia (Technicatome), Argentina.

No pasaron la 1a. ronda: EEUU, Japón, Corea.Puesta en marcha: abril 2006.Puesta en marcha: abril 2006.

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El Reactor CAREM

• CAREM: Central ARgentina de Elementos Modulados (CNEA)• Reactor de tipo PWR• Potencia: 25, 125, 300 MWe

• Aplicaciones: - energía para regiones aisladas - desalinización de agua de mar - lab. investigación y entrenamiento

• Innovaciones técnicas: - reactor de tipo integrado - refrigeración primaria por circulación natural. - reactor autopresurizado. - sistemas pasivos de seguridad. - sistema de acople único que minimiza riesgos de contam. cruzada de agua.

““Generación IV”Generación IV” Reactor más seguro.

Prototipo 25MWe: op. 2015A. Blanco 22 / 28

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Aplicaciones No Eléctricas de la Energía Nuclear: Radioisótopos

Aplicaciones No Eléctricas de la Energía Nuclear: Radioisótopos

El Cobalto-60 proviene de la El Cobalto-60 proviene de la Central Nuclear de EmbalseCentral Nuclear de Embalse

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Planta de producción de fuentes selladas de Cobalto-60(Producción 3.000.000 Ci anuales, exportación 2.800.000 Ci anuales)

Cobaltoterapia, terapia radiante para el Cobaltoterapia, terapia radiante para el tratamiento del cáncertratamiento del cáncer

Centro Atómico Ezeiza, Buenos AiresCentro Atómico Ezeiza, Buenos Aires

Aplicaciones No Eléctricas de la Energía Nuclear: Radioisótopos

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Planta de producción de radioisótopos (500 Ci anuales)

Hafnio-181, Mercurio-197 (captura) - IndustriaIodo-131 (fisión), Cromo-51, Samario-153, Fósforo-32 - Medicina

Centro Atómico Ezeiza, Buenos AiresCentro Atómico Ezeiza, Buenos Aires

Aplicaciones No Eléctricas de la Energía Nuclear: Radioisótopos

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Miniplacas de aluminuro de uranio para Molibdeno-99

Celdas de procesos en la planta de producción de Molibdeno-99 por fisión (7.000 – 8.000 Ci anuales) para generadores de Tecnecio-99m (80 – 90 Ci de molibdeno 99)

Centro Atómico Constituyentes, Buenos AiresCentro Atómico Constituyentes, Buenos Aires

Aplicaciones No Eléctricas de la Energía Nuclear: BNCT

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Componentes:

BNCTBNCT: Boron Neutron Capture Therapy (Terapia por Captura Neutrónica en Boro)

n + 10B = 7Li + α

• Orientada a melanomas de piel. 8 pacientes tratados en Bariloche (2003-2007).

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¡Muchas Gracias!