El reactor nuclear se define como la instalación que tiene la capacidad de mantener, controlar e iniciar las reacciones nucleares, normalmente de fisión nuclear en cadena que se desarrollan en el núcleo del mismo.
El reactor nuclear está compuesto por el refrigerante, el combustible nuclear, los materiales estructurales y los elementos de control. Cuando se trata de un reactor nuclear térmico, también se encuentra el moderador nuclear en los elementos que lo componen.
Con la finalidad de construir un reactor nuclear, es necesario tener a mano el combustible nuclear suficiente para su elaboración, a éste se le llama masa crítica. Tener masa crítica suficiente es igual a disponer del material fisible suficiente en condiciones óptimas para controlar y mantener una reacción de fusión nuclear del tipo cadena.
¿CUALES SON SUS PARTES?
Componentes del Reactor Nuclear
Combustible Nuclear
El combustible nuclear es un material capaz de entrar en fisión para conseguir llegar hasta la masa crítica, esto quiere decir que mantiene una reacción nuclear en cadena.
Se ubica de forma tal que pueda extraerse la energía térmica rápidamente que resulta de la reacción nuclear encadenada.
En las centrales nucleares se hace uso del combustible nuclear sólido. Los combustibles nucleares pueden cambiar tomando en cuenta la clase de reactor, pero por lo general se usan los derivados del elemento uranio.
Núcleo del Reactor
El núcleo se compone por las barras de combustible. El núcleo del reactor tiene apariencia geométrica, se destaca por esta característica. Se encuentra refrigerado a través de un fluido el cual suele ser agua.
Barras de Combustible Nuclear
Son la parte física en la cual se combina el combustible nuclear. Algunas barras de combustible se componen de aluminio mezclado en uranio en forma de láminas planas divididas por una distancia que posibilita circular el fluido con la finalidad de disipar el calor que se genera.
Moderador Nuclear
Los neutrones que se obtienen de la reacción de fisión nuclear poseen una energía cinética elevada.
Mientras mayor sea la velocidad, existe menos probabilidad de que otros átomos se fisionen; de tal forma que es conveniente minimizar la velocidad con el propósito de incentivar reacciones nuevas en cadena.
La reducción de la energía cinética que tienen los neutrones se obtiene a través de choques elásticos de los núcleos del elemento con los neutrones que realizan la función de moderador. Entre los moderadores más empleados están el grafito, el agua pesada y el agua ligera.
Barras de Control
Los haces de barras de control otorgan un medio efectivo y rápido para tener control de la reacción de fisión nuclear en cadena. Con ellos se pueden hacer cambios rápidos de potencia en el reactor y en su eventual parada en situaciones de emergencia.
Las barras de control están hechas con materiales que absorben neutrones como aleaciones de plata, carburo de boro, cadmio, indio, entre otros.
Refrigerante
Con la finalidad de conseguir provecho de la energía técnica que se desprende de las reacciones de fisión nuclear, se hace uso de un refrigerante. La función de éste es absorber la energía térmica y llevarla. Se caracteriza por ser anticorrosivo, poseedor de gran capacidad de calor y no puede absorber neutrones. Los más utilizados son gases como el helio y el anhídrido carbónico, y líquidos como el agua pesada y el agua ligera.
Blindaje
Cuando el reactor está funcionando, se produce una enorme cantidad de radiación. Se requiere de protección para alejar la radioactividad de los trabajadores de la instalación que se produce por los productos de fisión. Para esto se usa un blindaje biológico que rodea al reactor el cual intersecta las emisiones radiactivas. Los materiales más empleados para hacer este blindaje son el plomo, el hormigón y el agua.
Reflector
Cuando se produce una reacción nuclear en cadena, alguna cantidad de neutrones se escapan de la zona en la cual se produce. Esta fuga puede reducirse haciendo uso de un medio reflector que pueda redirigir la región interior de reacción. De esta manera se eleva la eficiencia del reactor. El material del reflector que se elija dependerá del tipo de reactor nuclear con el que se esté trabajando.
