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El reactor

El reactor

El reactor es la instalación de la central nuclear en la que se inician, mantienen y controlan las reacciones de fisión nuclear en cadena, que producen la energía térmica necesaria para la generación de energía eléctrica.

El reactor consta de una vasija de acero en cuyo interior se dispone un conjunto de elementos de combustible nuclear siguiendo un cierto patrón geométrico. Los núcleos de los átomos del combustible nuclear son impactados por neutrones, lo que provoca su ruptura, dando lugar a la aparición de fragmentos conocidos como productos de fisión y de más neutrones que, a su vez, impactarán de nuevo sobre otros átomos de combustible. En este proceso, conocido como reacción en cadena, se desprende gran cantidad de energía térmica que se utiliza para la producción de vapor de agua.

En la mayoría de reactores, para facilitar el proceso de reacción en cadena es necesaria, asimismo, la presencia dentro del reactor de un elemento moderador de los neutrones que se producen en las reacciones de fisión. Esto se debe a que estos neutrones tienen una elevada energía cinética y es conveniente reducir su velocidad para facilitar nuevas reacciones en cadena, lo que se consigue mediante choques elásticos de los neutrones con los átomos del elemento que hace de moderador. El moderador utilizado en las centrales españolas es el agua ligera.

Por otro lado, para controlar de manera segura las reacciones de fisión que tienen lugar en el reactor nuclear existen mecanismos de accionamiento de una serie de barras de control que contienen un material que absorbe los neutrones. Estas barras de control se pueden insertar total o parcialmente dentro de la vasija del reactor para impedir en mayor o menor medida que los neutrones sigan desencadenando sucesivas reacciones de fisión. En caso de ser necesario detener todas las reacciones de fisión se insertan inmediatamente todas las barras de control dando lugar a lo que se denomina parada automática, "disparo" o “scram” del reactor. El reactor de una central nuclear está rodeado de un blindaje de hormig´´on que intercepta las radiaciones ocasionadas en las radiaciones de fisión. Tanto el reactor como los sistemas auxiliares mencionados anteriormente se disponen dentro de un edificio diseñado para limitar las emisiones de radiación en caso de accidente y que se conoce como edificio de "contención".

La energía producida por las reacciones de fisión se utiliza para generar el vapor que alimenta la turbina de la central nuclear. Para ello, el agua circula a través del núcleo del reactor aumentando su temperatura. Sin embargo, en España existen dos tipos de centrales nucleares en operación cuya diferencia fundamental estriba en si la generación de vapor tiene lugar dentro o fuera del reactor:

 
  • En las centrales con reactores de agua a presión (PWR según sus siglas en inglés), el agua circula en estado líquido a través del reactor a muy alta presión y su transformación en vapor se produce fuera del mismo, en un intercambiador de calor exterior que se denomina generador de vapor.
  • En las centrales con reactores de agua en ebullición (BWR según sus siglas en inglés), el vapor se produce directamente en el interior de la vasija del reactor.