lunes, 14 de marzo de 2011

El Reactor Nuclear en Fukushima: BWR


En la Central denominada FUKUSHIMA DAICHI, hay 6 reactores de los cuales la mayoría de ellos son BWR. El que vamos a mostrar es uno de ellos.


UNIDAD 1:

439 MW de potencia eléctrica. Refrigerado con agua ligera. Se puso en operación en 1971.


Este reactor presenta las siguientes partes:

1. La vasija de presión del reactor.

2. El núcleo del reactor con el conjunto de elementos combustibles que son de color rojo.

3. Las barras de control. En la posición de parada ellas deben estar completamente insertadas.

4. El vapor. El refrigerante se calentó y se convirtió a vapor sale hacia la turbina.

5. El ingreso de agua primara a la vasija. Requiere estar "fria" al ingresar. Color azul.

6. Las turbinas. Ellas reciben el vapor para que se transforme en energía mecánica.

7. El generador. Convierte la energía mecánica de la turbina en energía eléctrica.

8. El condensador. Unidad donde se transfiere calor del primario al agua del secundario que viene frio desde el exterior.

9. El refrigerante. Agua que ingresa desde el exterior para discurrir por el secundario y sacar el calor del condensador.

10. Las bombas. Tanto en el primario como en el secundario para mover el fllujo de agua al caudal requerido.


Contención. Se observan dos contenciones una para la vasija donde está el núcleo. Y, otra donde está el condensador, bombas, tubina, básicamente.
COMO FUNCIONA:
El calor del núcleo es extraido por el refrigerante que es agua ligera, el cuál llega a hervir a 285°C, pues hay una presión en la vasija de unas 50 atmosferas. Allí el vapor debe estar en el orden de 10 a 15 %. El vapor sale hacia la turbina y la mueve. El vapor caliente cae al condensador donde se enfría para convertirse en agua y volver a entrar al núcleo.
En estos reactores el número de elementos combustibles son de varias centenas, donde cada elemento combustible tiene unas 100 varillas de uranio.
Las fisiones son producidas por el U235. Sin emargo habiendo mucho U238 los neutrones lo convierten a Pu239, que también utilizarse para añadir fisiones.
El agua no solo es refrigerante, también trabaja como MODERADOR, pues para que fisiones el U235, el neutron debe perder energía.
Un aspecto que lo hace seguro a este sistema es el hecho que si aumenta la potencia mas de la cuenta, las burbujas pueden tapar a los combustibles y hacer menos eficiente la moderación consecuentemente el neutron tendrá menos probabilidad de fisionar y finalmente disminuiría la potencia es decir se autorregularía. Este fenomeno se conoce como coeficiente de reactividad por vacío negativa.

Una Central Nuclear


Es una instalación que sirve para generar energía eléctrica basada en la generación de calor desde las reacciones nucleares de fisión. El combustible usualmente es Uranio enriquecido (U235 al 5%), el resto del combustible tiene U238 (95%).
La reacción nuclear no solo produce calor sino también radiaciones radioactivas las cuales deben ser blindadas del medio ambiente para evitar efectos daniños.
Las partes principales de una Central son:
El núcleo (constituido por los elementos combustibles).
El sistema de barras de control (absorbedores de neutrones com cadmio).
El sistema de refrigeración (circuito primario y circuito secundario), el refrigerante (agua ligera) es usado para remover el calor. El flujo del primario ingresa al núcleo y se pone en contacto con el combustible, el flujo del secundario no contacta con el núcleo sirve para enfriar el primario en una unidad de intercambio de calor. El refrigerante que transporta el calor puede transformarse en vapor que luego moviliza las turbinas convirtiendose en energía eléctrica.
La forma como se combinan el combustible y el tratamiento del refrigerante definen los tipos de reactores. Tales como el BWR (reactor en agua en ebullición), PWR (agua bajo presión). Que son los mas usados. Las contenciones (estructuras qué impiden la salida de posibles radiaciones).
Resumiendo:

- Nucleo del reactor (con su respectiva contención o vasija)

- Circuito primario (bombas para mover el líquido que pasa por el núcleo)

- Turbinas (donde el vapor se transforma en energía eléctrica)

- Intercambio de calor (si es vapor se usa el condensador)

- Circuito secundario (bombas para mover el líquido frio que vien del exterior)

- Las contenciones (Una para la vasija y otra para el primario y para el secundario)



Ahora pasemos a ver como era el reactor de Fukushima

Condiciones de un Reactor Seguro

Para comprender mejor los acontecimientos de Fukushima, comencemos por responder a la pregunta: ¿Cuándo se dice que un reactor está seguro?. En la central un reactor estará seguro si concurren las siguientes condiciones:

1a) El reactor está parado.
2a) El combustible está refrigerado.
3a) La radiación está incluida (cerrada).

La primera condición exige que los elementos de control (barras) han llegado a la posición de parada (el 100 % de su longitud ha ingresado al núcleo). Esto impide que el reactor pueda llegar a crítico de manera autónoma disminuyendose completamente las reacciones de fisión que son la fuente de calor. El estado del reactor es subcrítico.

La segunda condición exige que el combustible, aún con el reactor parado, siempre debe permanecer refrigerado. Esto se debe a que a diferencia de otros tipos de fuentes de energía este a pesar de apagarlo aún sigue liberandose energía debido al decaimiento radiaoctivo. La calor durante la parada no es la misma que cuando está trabajando a plena potencia, pues ya no está ocurriendo la misma tasa de fisiones.

La tercera condición exige que cualquier radiación que salga del reactor debe permanecer dentro de él.

Pasemos ahora a describir una Central Nuclear.

Preguntas, Respuesas y Enseñanzas

Por razones de salud permanecí en casa el viernes 4-03-2011, ocurrida la noticia de la situación de emergencia de la central de Fukushima, me puse a seguir las noticias desde diversas fuentes. La mas vista sin duda eran los canales de TV de la CNN, tanto en la versión ingles cuanto español. Pero segun mi punto de vista no era la mas recomendables, así que opté por seguir las noticias, a traves de internet. Para ello me guié de mi cuenta de twitter, luego desde ahí abría las diversas páginas, entre las mas serias parecían ser la BBC y la IAEA. De todo eso, poníendome en la calidad de público, me gustaría saber respuestas a las preguntas siguientes:

1. ¿Qué tipo de reactor es la central de Fukushima?
2. ¿Cuál habría sido el problema?
3. ¿Qué fue la explosión?
4. ¿Qué nivel de gravedad se le consideraría?
5.¿Cuál sería la diferencia con Tres Millas o Chernobyl?
6. ¿Qué significa "el nivel medido se elevó a 1000 veces lo normal"?
7. ¿Cuáles son los niveles permitidos?
8. ¿Porqué se movilizó la gente hasta 3km, 10km, 20km?
9. ¿La opción nuclear se debería eliminar?
10. ¿En el Perú tenemos el reactor RP10 qué pasaría si algo similar ocurre dado que somos país sísmico?
10. ¿Cuáles son las enseñanzas?

Considerando que mucha gente, hoy, en las casas, escuelas, medios de difusión están requiriendo claridad, necesitamos difundir respuestas cada vez mas transparentes y sustentatadas en información cierta. Por especialistas que trabajan en el campo nuclear.

Seguimiento a la Emergencia Nuclear de Japón

Cuando se maneja información técnica muy sofisticada, tal como las referidas a Centrales Nucleares, algunos medios de difusión suelen situarse muy fácilmente del lado especulativo, hasta alarmista. Pareciera que su interés principal solo fuera mantener la audiencia pegados al TV, esperando un desenlace fatal.

Esto podría deberse a la escacez de especialisas con acceso a dichos medios. Pero, también pareciera que hubiera un interés por favorecer a algún grupo, particularmente si de por medio hay mucho dinero. Algunos especialistas se prestan a dichos intereses posponiendo el criterio principal de la difusión que es hablar con datos y hechos visibles, pues se iría en contra de uno de los pilares de la difusión científica, que es que el público tiene derecho a no saber. Decir que no se tiene información y no se sabe, es mejor que mentirles.

Por todo esto siemmpre los técnicos tenemos la obligación de participar en la información que se brinda al público, proveyéndoles datos, hechos y sobre todo interpretando los términos y cifras.

Esta situación se ha puesto muy en evidencia en el reciente terremoto de Japón y la emergencia producida en una de las unidades de la central de Fukushima.

La CNN estuvo el día sábado, 12-03-2011, casi 16 horas tratando de mantener al público inmovil frente a dicho canal, persistiendo en que era inminente la fusión del núcleo y la fuga de material radioactivo.

Se notaba un interés particular de acorralar a la energía nuclear, a favor de otras fuentes, situándola exclusivamente peligrosa.

Dicho esto, en este espacio, trataremos de informar científicamente la situación ocurrida en Japón y la central de Fukushima.