Les centrals nuclears

DefinicióUna central nuclear és una central termoelèctrica en que la font

d'energia tèrmica s'obté de la fissió dels àtoms d'urani i de plutoni. Són centrals base, és a dir, de les que més energia subministren i han d'estar contínuament en funcionament.

Tranformacions de l'energia en una central nuclear (en ordre):

Energia nuclear (combustible)

Energia tèrmica (caldera)

Energia cinètica (vapor)

Energia cinètica de rotació (turbina)

Energia elèctrica (alternador)

Reactor nuclear; definició

El reactor nuclear és el nucli de la central nuclear, i es el component més important. És el sistema que permet produir i controlar reaccions en cadena, de manera que fa possible l'aprofitament de l'energia tèrmica obtinguda per obternir vapor d'aigua que acciona la turbina, que aquesta està conectada al generador elèctric.

Parts del reactor nuclear

Constituït per diverses parts:

El vas reactor : recipient d'acer que conté una font de neutrons que permet iniciar la reacció en cadena i combustible nuclear (urani, urani enriquit, …)

El moderador : té la funció de reduir la velocitat dels neutrons emesos en les reaccions de fissió, per assegurar l'impacte amb altres àtoms i així mantenir la reacció.

Les barres de control : formades per materials absorbent de neutrons (aleacions de bat, cadme i hafni) , i tenen la funció de regular el nombre de fissions produïdes a l'interior del reactor per unitat de temps.

El refrigerant : funció de refrigerar el reactor, evitar el sobreescalfament i transportar la calor generada a la turbina (circuit secundari) , per després tornar al reactor i repetir el cicle. El recorregut del refrigerant s'anomena circuit primari.

Esquema d'un reactor nuclear

Tipus de centrals nuclears

Hi han 3 tipus important de centrals, depenent del tipus de reactor que tinguin :

Centrals amb reactor d'aigua a pressió (PWR) : són les que utilitzen urani enriquit com a combustible i aigua com a refrigerant i moderador alhora. La calor produïda en el nucli es transfereix a través del circuit primari fins al secundari per a produir vapor. Es manté una pressió molt elevada al reactor per evitar l'ebullició de l'aigua i així transmetre la calor del circuit primari al secundari.

Tipus de centrals nuclears

Centrals amb reactor d'aigua en ebullició (BWR) : són els que utilitzen urani enriquit i aigua ,però, només utilitzen un circuit de refrigeració, ja que el vapor s'obté directament al reactor, ja que l'aigua està a menys pressió i permet l'ebullició. D'aquesta manera el circuit primari és més simple.

Tipus de centrals nuclears

Centrals amb reactor de nuetros ràpids : són en les que el reactor no utilitza moderador, és a dir que les fissions es fan amb neutrons ràpids. Perquè la reacció nuclear es mantingui és necessari una quantitat de combustible sigui molt elevada. El refrigerant ha de ser molt eficaç (sodi líquid).

Poden arribar a obtenir un rendiment 60 vegades superior als reactor tèrmics.

Equipament d'una central nuclear

Una central nuclear consta de diverses instal·laciones situades en diferents edificis:

Edifici de contenció : Conté el reactor i el conjunt d'elements del circuit primari (bomba, pressionador i generador de vapor.

Edifici de turbines : conté la turbina i l'alternador, els reescalfadors, condensadors de vapor, i els preescalfadors.

Edifici del combustible : S'utilitza per emmagatzemar el combustible de recàrrega del reactor i el combustible ja utilitzat en espera de ser enviat a processar.

Edifici de control : on es situa la sala de control. Aquí arriben els senyals i les mesures de funcionament de tots els equips i sistemes de seguretat i permet el comandament.

Edifici auxiliar : conté en el seu interior component dels sistemes auxiliars i de seguretat , entre altres...

Funcionament d'una central nuclear

L'energia generada en el nucli del reactor és transportada per l'aigua refrigerant, i es transmet al circuit secundari en els generadors de vapor.

El vapor acciona la turbina unida a l'alternador, i aixó produeïx energia elèctrica, que va a parar directament a la xarxa després de ser elevada de tensió amb els transformadors.

Després per pasar per la turbina, el vapor torna a l'estat líquid en el condensador, passant de nou al generador de vapor impulsat per les bombes de condensació i d'alimentació. Allà es torna a vaporitzar, i així es tanca el circuit.

*L'aigua de refrigeració forma part d'un circuit obert, alimentant-se d'aigua del riu o del mar.