ENERGÍA NUCLEAR

Energía nuclear.- Radiactividad natural: Radiación alfa: 42He (núcleos de Helio) Radiación beta: 0-1e (electrones) Radiación gamma: (no tiene naturaleza material)

Energía nuclear.- Transmutación artificial: 147N + 42He 178º +11H Se obliga a los núcleos de algunos elementos a transformarse (transmutarse) en otros. Bombardearon Nitrógeno con partículas alfa, obteniendo núcleos de oxígeno y protones. 147N + 42He 178º +11H

Energía nuclear.- Radiactividad artificial: 2713Al + 42He 3015P + 10n Irene Curie y su esposo bombardearon aluminio con partículas alfa. Obtuvieron un isótopo del fósforo, el 3015P (no existe en la naturaleza) que es radiactivo, es decir, se desintegra espontáneamente. 2713Al + 42He 3015P + 10n 3015P 3014Si + 01e (positrón)

Energía nuclear: E = m x c2 c = 3 x 108 m/s 1 kg de masa equivale a 9 x 106 J 1 u = 1,6605 x 10-27 Kg 1 Mev = 1,602 x 10-13 J 1 u equivale a 931,2 Mev

Reacciones nucleares: Fisión nuclear: En 1938, Hahn y Strassmann bombardearon uranio con neutrones lentos. Una de las variedades isotópicas del uranio (23592U) se hacía inestable y se desdoblaba (se fisionaba). Se produce tremenda energía y desprendimiento de nuevos neutrones capaces de seguir la reacción inicial (reacción en cadena). Fisión de un núcleo de Uranio U-235 = 200 Mev

Reacciones nucleares: Fusión nuclear: También llamadas termonucleares (tienen lugar a muy elevada temperatura, del orden de 109 º C). Consiste en la unión de núcleos ligeros para producir un núcleo más complejo. Se desprende más energía que en las de fisión. 4 11H 42He + 2 01e + energía

El reactor nuclear.- Hechos en los que se basa: La reacción en cadena es cada vez mayor. Si no se controla, transcurrirá con violencia explosiva. Los neutrones desprendidos tienen energía elevada (1 Mev) y no son aptos para la fisión. Es necesario frenarlos (0,02 ev de energía) haciéndolos chocar contra átomos de sustancias llamados moderadores. Los neutrones producidos: Pueden escaparse sin producir reacción alguna. Pueden ser absorbidos por impurezas. Pueden ser absorbidos por núcleos de U-238 sin producir fisión. Pueden ser absorbidos por núcleos de U-235 y fisionarlos, dando otros neutrones. Por tanto, es necesario una masa mínima llamada masa crítica. Que en el caso del U-235 es de entre 1 y 2 Kg.

(neutrones absorbidos+neutrones perdidos) El reactor nuclear.- Hechos en los que se basa: Para que transcurra la reacción en cadena, el nº de neutrones producido en un tiempo determinado ha de ser mayor que la suma de los absorbidos y los perdidos en ese mismo tiempo. K = neutrones producidos __ (neutrones absorbidos+neutrones perdidos) Si K = 1, la reacción en cadena será crítica o estacionaria. Si K > 1, será supercrítica, verificándose cada vez más rápidamente, de forma explosiva. Si K < 1, la reacción es subcrítica, decreciendo con el tiempo.

El reactor nuclear.- Características de un reactor nuclear: El núcleo. Contiene el combustible, así como el moderador y las barras de control. Un fluido refrigerante. Transporta el calor de la reacción de fisión. Suele ser agua ordinaria, agua pesada, gas o metal líquido. El reflector. Rodea al núcleo y evita la fuga de neutrones. Su material es similar al moderador. Blindaje de hormigón. Rodea al reactor nuclear y protege al exterior de los neutrones y radiaciones.

El reactor nuclear.- Tipos de reactores nucleares: (en función de su utilización) Reactores de producción de potencia. Reactores de investigación. Reactores reproductores.

El reactor nuclear.- Tipos de reactores nucleares: (en función del combustible, refrigerante y moderador) Reactores tipo GCR.- Combustible: Uranio natural. Refrigerante: CO2, helio o aire. Moderador: Grafito.

El reactor nuclear.- Tipos de reactores nucleares: (en función del combustible, refrigerante y moderador) Reactores tipo LWR.- Combustible: Uranio enriquecido. Refrigerante: agua ligera. Moderador: agua ligera.

El reactor nuclear.- Tipos de reactores nucleares: (en función del combustible, refrigerante y moderador) Reactores de uranio-agua pesada.- Combustible: Uranio natural o enriquecido. Refrigerante: agua pesada y agua ligera. Moderador: agua pesada.

El reactor nuclear.- Tipos de reactores nucleares: (en función del combustible, refrigerante y moderador) Reactores tipo HTGR.- Combustible: U-235 enriquecido. Refrigerante: helio. Moderador: grafito.

El reactor nuclear.- Tipos de reactores nucleares: (en función del combustible, refrigerante y moderador) Reactores rápidos.- Combustible: plutonio y uranio natural. Refrigerante: sodio. Moderador: no tienen.

Centrales nucleares.- Transformaciones energéticas: En el interior del reactor: Energía nuclear Energía calorífica En las turbinas: Energía calorífica Energía mecánica En el generador (alternador): Energía mecánica Energía eléctrica

Funcionamiento de una central.-