¿Qué agua usan los reactores nucleares?

Los reactores de agua pesada (HWR) utilizan agua “enriquecida”, cuyas moléculas contienen átomos de hidrógeno compuestos en más de un 99 % de deuterio, un isótopo del hidrógeno que es más pesado.

El agua de refrigeración que sale caliente del condensador se lleva a la parte superior de las torres de refrigeración, donde cae en forma de lluvia y se evapora en parte en contacto con el aire ascendente que entra por la base.

Todas las centrales eléctricas que emplean turbinas de vapor, tanto las que utilizan combustibles fósiles como las nucleares, necesitan de una fuente de agua como refrigerante para producir la condensación del vapor que, al expansionarse en la turbina, mueve el generador y produce energía eléctrica.

El agua pesada reduce la velocidad y la energía de esos neutrones sin absorberlos. La común no sirve, porque es 40 veces más absorbente que la pesada y no permitiría mantener la reacción en cadena. En cambio, sí es apta cuando el combustible es uranio enriquecido.

En el complejo de TEPCO se encuentran alrededor de 1,3 millones de toneladas de agua tratada y el operador se está quedando sin capacidad de almacenamiento, lo que ha obligado a Japón a verter el agua al océano.

Además del tritio, pueden quedar como residuos el carbono-14, el estroncio-90 y el yodo-129.

Esto significa que el combustible nuclear está expuesto y por tanto carece de la refrigeración adecuada para evitar que el proceso de fusión avance. Si esto ocurre, la reacción puede ser incontrolable y podría fundirse totalmente el núcleo del reactor.

Actualmente existen pocos sistemas para refrigerar reactores nucleares, usando únicamente la refrigeración mediante agua. Existen dos tipos de circuitos de refrigeración: Circuito abierto: Los condensadores de vapor se alimentan directamente del mar, de un río o de algún punto de agua cercano.

Cuando hablamos de agua ligera nos referimos al agua pura, al H2O. Se encuentra formada de la unión de dos hidrógenos que se unen de forma covalente al oxígeno para formar agua. La molécula toma una forma doblada para minimizar la repulsión de los enlaces de par de un solo electrón, y el ángulo H-O-H es de 104o.

Las principales diferencias son:

El agua ligera está compuesta por H2O, mientras que el agua pesada está compuesta por 2 átomos del isótopo deuterio y 1 de oxígeno, D2O. El agua pesada es un 11 % más densa que el agua ligera. El hielo no puede flotar en agua pesada, pero en agua ligera sí.

El agua pesada se encuentra presente, en pequeñas cantidades, mezclada con el agua normal, y puede ser separada de ésta por destilación fraccionada. También se puede separar del agua por absorción con amoniaco que contenga deuterio.

El uranio es la materia prima para la fabricación del combustible de las centrales nucleares. El conjunto de operaciones que van desde la extracción del mineral de uranio en la mina hasta su carga como combustible en la central se denomina "primera parte del ciclo de combustible nuclear".

Neuquén > El agua pesada tiene dos usos: moderador y refrigerante en los reactores nucleares que apelan al uranio natural como combustible; y en la industria química para deuterar otros compuestos y en laboratorios y centros de investigación. La usan las tres centrales nucleares del país (Atucha I y II y Embalse).

El agua pesada es uno de los insumos principales en las centrales nucleares que utilizan como combustible el uranio natural.

Se trata de una molécula de composición química equivalente al agua, en la que los dos átomos del protio, isótopo más abundante del hidrógeno, son sustituidos por dos de deuterio, un isótopo pesado del hidrógeno. Su fórmula es D₂O o ²H₂O.

La ósmosis inversa (OI) es el tratamiento más utilizado y puede conseguir porcentajes de eliminación de radio entre 87-98% y de uranio del 99% 5, aunque la huella de carbono de este proceso es muy alta y se generan altos volúmenes de rechazo de agua con radiactividad.

Aunque el agua del grifo esté contaminada, todavía se puede usar para descontaminar cosas. Cualquier material radioactivo que entre al agua superficial y subterránea estará muy diluido por el agua, y el agua será segura para usar para lavarse la piel, el cabello y la ropa.

Desde que tsunami destruyera la planta de Fukushima Daiichi, más de 1,3 millones de toneladas de agua, suficiente cantidad para llenar 540 piscinas olímpicas, se fueron almacenando en los tanques de retención, que ya estaban al 97% de su capacidad. Había que deshacerse de toda el agua.

El agua contenía alrededor de 63 becquereles de tritio por litro, muy por debajo del límite de agua potable considerado por la OMS. El tritio es un isótopo radiactivo del hidrógeno considerado inofensivo, porque emite niveles muy débiles de radiación y no se acumula en el cuerpo humano.

El agua radiactiva es aquel tipo de agua que contiene gas radón, que es un gas radiactivo de origen natural. Este tipo de aguas llegan a contener hasta 67,3 becquerelios por litro, es decir una cantidad que, en ningún caso, supone un peligro para el ser humano.

La misma ONU advirtió en 2021 de los peligros de verter el agua residual de Fukushima al océano. Mientras, Japón continúa insistiendo en que los niveles de sustancias contaminantes en el agua almacenada serán "una gota en el océano, tanto en términos de volumen como de radiactividad".

La vida útil de la mayoría de las centrales nucleares oscila entre 20 y 40 años. El envejecimiento se define como la degradación constante que sufren los materiales en el transcurso del tiempo debido a las condiciones de funcionamiento, incluidas la explotación normal y los transitorios.

En un reactor nuclear PWR la parada de emergencia se realiza en menos de 2,7 segundos, introduciendo completamente todas las barras de control, que caen por un gravedad. En una CN, la fisión es una reacción en cadena, Como se hace una parada de emergencia?

Losreactores refrigerados por gas alcanzan temperaturas aun superiores: unos 650° los reacto- res avanzados refrigerados por gas y moderados por grafito (AGR), y 950° los reactores de alta temperatura refrigerados por gas y moderados por grafito (HTGR).

El 29 de septiembre de 1901 nació en Roma el físico Enrico Fermi, que desarrolló el primer reactor nuclear del mundo: el Chicago Pile-1, construido en esa ciudad estadounidense como parte del proyecto Manhattan durante la Segunda Guerra Mundial.

Barras de control

Al absorber los neutrones dentro del núcleo, evitan que esos neutrones reaccionen con el combustible. El movimiento de las barras de control puede utilizarse para ajustar el número de reacciones que se producen en el núcleo, o introducirse completamente para apagar el reactor por completo.