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Como funciona una planta de energia nuclear

Potencia de las centrales nucleares

La definición común de energía nuclear es la energía liberada por una reacción en cadena, especialmente por fisión o fusión. En la práctica, la energía nuclear utiliza combustible de uranio extraído y procesado para producir vapor y generar electricidad.

En los EAU, la planta de energía nuclear de Barakah, situada en la región de Al Dhafra del Emirato de Abu Dhabi, alberga cuatro reactores. Cada reactor está diseñado para producir 1.400 megavatios (MW) de electricidad con casi cero emisiones de carbono.

Construidos para funcionar durante 60 años o más, estos reactores proporcionarán electricidad eficiente y fiable con bajas emisiones de carbono a la nación durante generaciones. Una vez en pleno funcionamiento, la central evitará la emisión de más de 21 millones de toneladas de gases de efecto invernadero al año. Esto equivale a eliminar 3,2 millones de coches sedán de las carreteras de los EAU.

Un reactor nuclear produce electricidad de forma muy parecida a como lo hacen otras centrales eléctricas. La reacción en cadena produce la energía, que convierte el agua en vapor. La presión del vapor hace girar un generador, que produce electricidad.

Centrales nucleares de todo el mundo

El agua de la vasija de presión de un reactor de agua en ebullición se lleva a ebullición, creando vapor. Este vapor llega directamente a las turbinas y las acciona. Las turbinas y el generador están conectados mecánicamente entre sí. Esto significa que el generador también se pone en movimiento para producir energía eléctrica. El vapor se enfría en el condensador. Éste vuelve a la forma líquida y se bombea de nuevo a la vasija de presión del reactor desde el condensador.

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Los reactores de agua a presión tienen dos circuitos separados, el primario y el secundario. El agua se calienta en la vasija de presión del reactor en el circuito primario del refrigerante. El agua calentada está sometida a una enorme presión. Esto impide que el agua hierva. Los dos circuitos se unen en el generador de vapor, donde el ciclo del agua puede transferir la energía térmica al ciclo del vapor. El generador de vapor es, por tanto, la interfaz entre el circuito primario y el secundario. La presión en el circuito secundario es menor que en el circuito primario. El agua hierve en el circuito secundario para crear vapor. Este vapor llega directamente a las turbinas y las acciona. Las turbinas y el generador están conectados mecánicamente entre sí. Esto significa que el generador también se pone en movimiento para producir energía eléctrica. El vapor se enfría en el condensador. Éste vuelve a convertirse en líquido y se bombea de nuevo desde el depósito de agua de alimentación al generador de vapor.

Cómo funciona un reactor nuclear

Parada de una central nuclearDurante el funcionamiento de una central nuclear se produce una reacción en cadena autosostenida en el núcleo del reactor. Esta reacción en cadena se mantiene gracias a que en el proceso de fisión se producen más neutrones de los que se utilizan en el proceso de absorción. Para apagar una central nuclear, hay que llevar el reactor a un estado permanentemente acrítico (subcriticidad) y descargar de forma segura el calor que sigue generando.

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La subcriticidad se consigue bajando las barras de control que absorben los neutrones entre los elementos de combustible del núcleo del reactor. Las barras de control atrapan los neutrones generados en el reactor y ponen así fin a la reacción nuclear en cadena. En el caso de un reactor de agua a presión, se introduce adicionalmente en el reactor agua con boro añadido para conseguir una subcriticidad permanente.

Los productos de fisión que se generan en el interior de los elementos combustibles son radiactivos y generan grandes cantidades de calor, incluso después de la parada del reactor. Si no se eliminara el calor, este llamado calor residual aumentaría la temperatura mucho más allá del punto de fusión de los elementos combustibles. Por ello, los elementos de combustible gastado se almacenan inicialmente en una piscina llena de agua dentro de la central nuclear (piscina de combustible gastado). El agua protege en gran medida la radiación y al mismo tiempo absorbe el calor residual generado.

Estructura de una central nuclear

La energía nuclear se crea cuando los átomos de uranio se dividen en un proceso llamado fisión. La fisión libera una enorme cantidad de energía en forma de calor. Este calor crea vapor que se utiliza para hacer girar una turbina de vapor. La turbina está conectada a un generador eléctrico que genera electricidad.

La seguridad pública es una gran prioridad cuando se construyen y operan centrales nucleares. Durante su funcionamiento normal, las centrales nucleares liberan cantidades muy bajas de materiales radiactivos al aire. Las emisiones de las centrales nucleares deben ser inferiores a los límites definidos por el gobierno federal para las emisiones radiactivas a la atmósfera. Estas emisiones deben ser controladas por el operador de la central nuclear y notificadas anualmente a la Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos (NRC). En estos informes, de acceso público, se enumeran los isótopos radiactivos liberados, la cantidad liberada y las posibles dosis para el público.

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Los edificios de los reactores están diseñados para contener la radiación en caso de accidente. Los operadores de las centrales nucleares están obligados a tener planes para hacer frente a las emergencias en las centrales nucleares y a practicarlos regularmente. Estos planes de respuesta a emergencias incluyen políticas de notificación y evacuación de los residentes de la zona en caso de que se produzca una emergencia real.

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