Reactor nuclear
De Viquip??dia
Un reactor nuclear ??s un aparell on una reacci?? de fissi?? nuclear o fusi?? nuclear en cadena ??s iniciada, controlada, i sostinguda de forma controlada.
Si b?? el terme "reactor nuclear" pot fer refer??ncia a un reactor de fusi??, aquest mot normalment s'usa per designar un aparell de fissi?? nuclear.
El primer reactor nuclear va ser dissenyat i posat en marxa pel premi Nobel de F??sica Enrico Fermi sota les grades del camp de rugbi de la Universitat de Chicago el 2 de desembre de 1942.
Taula de continguts |
[edita] Reactors de fusi??
Estan en fase d'investigaci??, ja que es requereixen unes condicions de funcionament molt extremes.
[edita] Reactors de fissi??
Els reactors nuclears produeixen escalfor per la generaci?? el??ctrica, escalfor dom??stica i industrial, dessalinitzaci??, i propulsi?? naval. Tenen moltes aplicacions per a la recerca cient??fica com la producci?? de neutrons i la creaci?? d'is??tops radioactius (radiois??tops).
L'energia nuclear pot ser produ??da en un generador termoel??ctric per radiois??tops, que produeix escalfor per mitja de la desintegraci?? radioactiva subcr??tica m??s que per la fissi?? en una massa pr??xima a la cr??tica. Aquests generadors han estar usats per donar energia a sondes espacials i en alguns fars constru??ts a la Uni?? Sovi??tica.
[edita] Ci??ncia b??sica
Per produir energia per un generador el??ctric, una planta d'energia nuclear usa la fissi?? nuclear. En aquest proc??s, el nucli d'un element molt energ??tic com l'urani absorbeix un neutr?? lliure lent, es torna inestable, i llavors es romp en dos ??toms m??s petits.
El proc??s de fissi?? de l'??tom d'urani produeix dos ??toms m??s petits, d'un a tres neutrons lliures r??pids, i una quantitat d'energia.
La fissi?? de l'urani produeix m??s neutrons dels que necessita. Per tant la reacci?? por ser sostinguda per ella mateixa. Una radioactivitat real??ada, controlada, causada per una reacci?? en cadena.
Els neutrons r??pids alliberats han de ser moderats abans que puguen ser absorbits per el pr??xim ??tom energ??tic. Aquest proc??s de desacceleraci?? es produeix per la col??lisi?? de neutrons amb ??toms de subst??ncies anomenades moderadors. Com a moderadors es fan servir subst??ncies amb ??toms lleugers, ja que l'efecte moderador ??s m??s eficient com m??s semblants siguin les masses dels neutrons i dels ??toms del moderador. Aix??, entre els moderadors m??s emprats hi ha l'aigua i el grafit (carboni cristal??l??), que tamb?? t?? l'avantatge del seu punt de fusi?? molt elevat.
En la majoria de les plantes nuclears del m??n, l'energia calor??fica generada per la fissi?? de l'urani es recull per aigua purificada i es duta a fora del nucli del reactor com en una m??quina de vapor en els reactors de aigua bullent, o com aigua sobreescalfada en els reactor d'aigua a pressi??.
En un reactor nuclear ??s un produeix energia a partir de la fissi?? d'urani compost pels is??tops 235U, i 238U. Quan un neutr?? arriba al nucli del 235U, aquest nucli es torna inestable, fissiona (seguint el cam?? marcat en la seva cadena de desintegraci??), i allibera dos, o tres neutrons. Aquests neutrons acaben induint la fissi?? d'un nou nucli de 235U, o tamb?? poden convertir un nucli de 238U, en 239Pu (un is??top del plutoni). Aquestes reaccions tamb?? donen un sobrant de neutrons que poden ser utilitzats per crear altres is??tops radioactius.
[edita] Reactors d'aigua a pressi?? (PWR)
Utilitzen urani enriquit com a combustible, i aigua com a moderador i refrigerant. Utilitza dos circuits de refrigeraci??: el primari amb aigua a pressi?? que mai surt de l'edifici de contenci??, portant el calor del reactor a un intercanviador de calor i el secundari d'aigua en ebullici?? que rep la calor a l'intercanviador a l'edifici de contenci?? i amb el vapor generat mou les turbines. El seu senzill disseny permet alliberar la part superior del reactor per posar les barres de control, de forma que en cas d'emerg??ncia es pot tallar (amb un robot o un explosiu) la seva sustentaci?? i aturar de cop la central, fins i tot en abs??ncia d'una font d'energia auxiliar. M??s de 50% de les centrals en funcionament utilitzen aquest tipus de reactor.
[edita] Reactors d'aigua bullint (BWR)
Utilitzen urani enriquit com a combustible, i aigua com a moderador i refrigerant. Utilitza un sol circuit de refrigeraci??, de forma que el vapor que mou la turbina est?? format per aigua que a passat per l'interior del reactor. Per aix?? l'edifici de turbines ha de estar protegit per evitar emissions radioactives. Per altra banda, la necessitat de m??s espai pels assecadors de vapor i separadors al vas del reactor obliguen que les barres de control entrin per la part inferior del reactor, de manera que es necessita energia auxiliar per pujar-les i aturar el reactor en cas d'emerg??ncia, l'abs??ncia de la qual pot portar a accidents catastr??fics com el de Txern??bil. Un 25% de les centrals en funcionament utilitzen aquest sistema.
[edita] Reactors experimentals de fusi??
El principal inconvenient de construir un reactor de fusi?? ??s la seva rendibilitat: per ara es gasta m??s energia en preparar el combustible en les condicions ??ptimes per a una reacci?? controlada que l'energia que es produeix. El reactor experimental ITER que s'est?? construint a Cadarache (Fran??a) hauria de salvar aquesta dificultat.
