8/16/2019 3.8 Energía Nuclear

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 TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

MATERIA:

SISTEMAS DE GENERACION DE ENERGIA

UNIDAD Y TEMA:UNIDAD III: 3.8 ENERGIA NUCLEAR

 ALUMNO QUE PRESENTA:

PEDRO CESAR ROSAS TAFOYA - 12290882

PROFESOR:

ING. JULIO CESAR DIAS RUIZ

CD. GUZMÁN JALISCO, MÉXICO, ABRIL DE 2016

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CD.GUZMÁN 

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3.8 ENERGÍA NUCLEARINTRODUCCIÓN

La energía nuclear es la energía que se obtiene al manipular la estructurainterna de los átomos. Se puede obtener mediante la división del núcleo (fisiónnuclear) o la unión de dos átomos (fusión nuclear).

La energía nuclear se utiliza principalmente para producir energía eléctricaGeneralmente, esta energía (que se obtiene en forma de calor) se aprovechapara generar energía eléctrica en las centrales nucleares, aunque existenmuchas otras aplicaciones de la energía nuclear.

La energía nuclear es la energía en el núcleo de un átomo. Los átomos son las partículas más pequeñas en que se puede dividirun material. En el núcleo de cada  átomo hay dos tipos de partículas(neutrones y protones) que se mantienen unidas. La energía nucleares la energía que mantiene unidos  neutrones y protones.

La energía nuclear se puede utilizar para producir electricidad. Peroprimero la energía debe ser liberada. Ésta energía se puede obtenerde dos formas: fusión nuclear y fisión nuclear. En la fusión nuclear, laenergía se libera cuando los átomos se combinan o se fusionan entre

sí para formar un átomo más grande. Así es como el  Sol produceenergía. En la fisión nuclear,  los átomos se separan para formarátomos más pequeños, liberando energía. Las centrales nuclearesutilizan la fisión nuclear para producir electricidad.

DESARROLLO 

Fisión nuclear

Para poder obtener energía manipulando los núcleos de uno o

varios átomos podemos hacerlo de dos formas distintas: uniendonúcleos de átomos distintos (entonces hablamos de fusión nuclear) opartiendo núcleos de un determinado átomo (caso de la fisiónnuclear). En energía nuclear llamamos fisión nuclear a la división delnúcleo de un átomo. El núcleo se convierte en diversos fragmentoscon una masa casi igual a la mitad de la masa original más dos otres neutrones.

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Fusión nuclear

La fusión nuclear es una reacción nuclear en la que dos núcleosde átomos ligeros, en general el hidrógeno y sus  isótopos (deuterioy tritio), se unen para formar otro núcleo más pesado. Generalmenteesta unión va acompañada con la emisión de partículas (en el caso de

núcleos atómicos de deuterio se emite un neutrón). Esta reacción defusión nuclear libera o absorbe una gran cantidad de energía en formade rayos gamma y también de energía cinética de las partículasemitidas. Esta gran cantidad de energía permite a la materia entraren estado de plasma.  

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Funcionamiento de una central nuclear

El principal uso que se le da actualmente a la energía nuclear es el dela generación de  energía eléctrica.  Las centrales nucleares son lasinstalaciones encargadas de este proceso.

Prácticamente todas las centrales nucleares en producción utilizanla   fisión nuclear ya que la  fusión nuclear actualmente es inviable apesar de estar en proceso de desarrollo.

El funcionamiento de una central nuclear es idéntico al de una centraltérmica que funcione con carbón, petróleo o gas excepto en la formade proporcionar energía calorífica (calor) en el agua para convertirlaen vapor. En el caso de los reactores nucleares este calor se obtienemediante las reacciones de  fisión nuclear delos átomos del combustible nuclear,  mientras que en las otrascentrales térmicas se obtiene energía térmica mediante la quema deuno o varios combustibles fósiles. 

A nivel mundial el 90% de los  reactores nucleares de potencia, esdecir, los reactores destinados a la producción de energíaeléctrica son reactores de agua ligera (en las versiones de agua apresión o de agua en ebullición).

Funcionamiento de un reactor de agua ligeraEl principio básico del funcionamiento de una central nuclear se basa en laobtención de energía térmica mediante la fisión nuclear del núcleo de losátomos (núcleo atómico) del combustible nuclear. Con esta energía calorífica,que tenemos en forma de vapor de agua, la convertiremos en energíamecánica en una turbina y, finalmente, se convierte la energía mecánica enenergía eléctrica mediante un generador.

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 Energía nuclear en MéxicoMéxico es rico en recursos de hidrocarburos y es un exportador neto deenergía. El interés del país en materia de energía nuclear se basa en lanecesidad de reducir su dependencia de estas fuentes de energía. En losúltimos años la energía en México depende cada vez más del gas natural.

El crecimiento de la energía fue muy rápido en la década de 1990, pero luegose estabilizó durante unos años. Desde el 2007 se esperaba un nuevocrecimiento de la demanda de energía eléctrica hasta una tasa promedio decasi el 6% anual. En el 2007, se generaron 257 millones de kWh. El origen delsuministro eléctrico es muy variado, gas 126 TWh (49%), aceite de 52 TWh(20%), carbón 32 TWh (12,5%) y las presas hidroeléctricas 27 TWh (10,5%) en2007. El uso de la energía es de unos 1.800 kWh / año por persona.

En 2009 México obtuvo cerca de 10 billones netos de kWh de procedentes dela energía nuclear, un 4,8% de la electricidad utilizada.

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Desarrollo de la industria nuclear mexicanaEl interés de México en la energía nuclear se hizo oficial en 1956 con la creaciónde la Comisión Nacional de Energía Nuclear (CNEN). Esa organización asumióla responsabilidad general de todas las actividades nucleares en el país,excepto el uso de radioisótopos y la generación de energía eléctrica. LaComisión Federal de Electricidad (CFE), una de las dos compañías deelectricidad de propiedad estatal, se le asignó el papel de generador nuclear

en el futuro.

Las investigaciones preliminares para identificar posibles sitios para plantas deenergía nuclear se iniciaron en 1966 por la CNEN y la CFE y en 1969 por la CFE.En 1972 se tomó la decisión de construir la primera central nuclear para lageneración de energía eléctrica, y en 1976 se inició la construcción de LagunaVerde con dos reactores de 654 MWe en agua en ebullición (BWE) del GeneralElectric.

Aunque la industria mexicana no ha aportado elementos importantes para laplanta de Laguna Verde, las empresas mexicanas realizaron la obra civil y elpersonal mexicano para realizar el mantenimiento del reactor y el tren para suoperación en simulador de la CFE.

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La nueva capacidadEl gobierno de México apuesta fuertemente por la expansión de la energíanuclear, no sólo para reducir la dependencia del gas natural, sino también parareducir las emisiones de dióxido de carbono. En mayo del 2010 La CFE teníacuatro escenarios para la creación de 4 nuevas centrales nucleares degeneración de energía eléctrica entre 2019 y 2028. Estos van desde una fuertedependencia de las centrales eléctricas de carbón para satisfacer la creciente

demanda eléctrica, a un escenario de bajas emisiones de carbono que requieregrandes inversiones en energía nuclear y eólica.

Bajo el escenario más agresivo de la CFE, de hasta diez plantas de energíanuclear se construirá de manera que la energía nuclear suministre casi uncuarto de las necesidades energéticas de México para el 2028, lo quepermitiría que las emisiones de carbono del país a partir de la generación deenergía se mantuviese prácticamente sin cambios desde el 2008, pese a lasproyecciones de demanda mucho mayor. Una propuesta anterior era la deconstruir un nuevo reactor nuclear para entrar en funcionamiento en 2015 consiete reactores nucleares más para el año. Los estudios de costos mostraronque la energía nuclear era US$ 4 cents/kWh más competitiva que la energíagenerada con gas en todos los escenarios considerados. Sin embargo, con losbajos precios del gas en 2010 se ha retrasó la decisión sobre la construcciónde una nueva central nuclear hasta el 2012. En noviembre de 2010 la CFE se

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refería a la construcción de entre seis y ocho unidades nucleares de 1.400MWe, los dos primeros en Laguna Verde.

A más largo plazo, en México podrán verse a emplear reactores nucleares

pequeños, como IRIS para proporcionar energía y desalinizar agua de mar parauso agrícola.

Investigación y desarrolloLa principal organización de investigación nuclear en México es el NationalNuclear Research Institute (NNRI). NNRI ha estado operando con un reactorde investigación TRIGA III de 1000kW Mc desde noviembre de 1968.

La Universidad Autónoma de Zacatecas tiene una subcrítico Chicago Modelo

900 utilizado para la formación, puesta en servicio en 1969.

En 1995 se firmó un acuerdo de cooperación nuclear entre México y Canadápara el intercambio de información en I + D, salud, seguridad, planificación deemergencias y protección del medio ambiente. También se prevé latransferencia de material nuclear, equipo y tecnología y la prestación deasistencia técnica.

Conclusión

  La núcleo - electricidad el mundo está resurgiendo en con fuerza.  Laguna Verde es una historia de éxito  La demanda eléctrica en México seguirá creciendo.  Los hidrocarburos seguirán siendo caros.  La presión por mejorar el ambiente seguirá.  La energía nuclear no produce gases de efecto invernadero.  Es económica.  Existe certidumbre en los procesos de diseño y construcción.  Es una opción probada.

Por consiguiente, debe ser considerada como una opción en la diversificaciónenergética del país.