Conceptos básicos del combustible nuclear

Principios FISIBLES FERTILES Material Fisible En pastillas EC U233, U235, Pu239 Núcleos FERTILES Th232 ,U238 Existe en la naturaleza U235 U233 Th232 + Cap. neutr (n; ß) U233 No existen en la naturaleza Pu239 Pu238 (n;ß) U239 Material Fisible En pastillas EC Parte Estructural Permiten manejar el mat. fisil

Proceso Minero Proceso Químico a) Mineral (concentr. 1 a 1,5 %) Trituración + ácido sulfúrico + lixivización Sulfato uranilo + Amoníaco y Calor U3O8 Conc.comercial de uranio = = Yellow Cake Proceso Químico b) U3O8 Se purifica Nitrato de Uranilo Productos Intermedios UO2 de grado cerámico = Uranio Natural c) Si usa Uranio Enriquecido U3O8 Nitrato de Uranilo Método difusión gaseosa UF6 Se enriquece UO2 de grado cerámico 1/3% Centrales Nucleares 93% React. de Invest. de alto flujo

Proceso Cerámico Zircaloy (Zry) + d) Se compacta en prensas mecánicas + se sinteriza en hornos continuos en atmósfera reductora de Hidrogeno a 1800ºC Se hacen pastillas de 1 cm 1,5 cm e) Confinamiento de pastillas MINERAL CIRCONIO 98% Zircaloy (Zry) + ESTAÑO 1,5% Alta permeabilidad a los neutrones + buena resist. mecánica y a la corrosión También acero inoxidable especial

Mineral, concentr., YK U3O8 UO2 Conversión UF6 Conversión Uranio Natural Enriquecimiento Uranio Enriquecido Pastilla cerámica Zry = Circonio + Estaño EC “grado cerámico” “grado cerámico” REACTOR En zona Reactor Almacenam. EC. Irrad. Fuera zona Reactor Deposic. final Reprocesamiento UF6 Desechos baja y media PuO2 EC Desechos alta PLUTONIO ENTIERRO

Elemento Combustible Central Nuclear Atucha I – ULE - El núcleo de la CNA I posee 250 elementos combustibles. Posee 36 barras de combustible + 1 barra estructural, que mide cada una unos 5,5 m y con un diámetro de aproximadamente 1 cm. Cada EC pesa 218 Kg, de los cuales 176,5 kg corresponde al UO2 (156 kg de uranio) y el resto a las partes estructurales. Se recambia 0,75 EC/día a p.p.

Elemento Combustible Central Nuclear Embalse El núcleo de la CNE posee 380 tubos con 12 elementos combustibles cada uno, que miden 50 cm de longitud. Cada EC posee 37 barras y pesa 23,7 Kg, de los cuales 19 kg corresponde al UO2 (21,5 kg de uranio) y el resto a las partes estructurales. Se recambia 15,5 EC/día a p.p.