Un reactor nuclear es un equipo en donde se lleva a cabo una transformación de materia y energía por medio de una serie de reacciones de fisión nuclear en cadena, que pueden ser iniciadas, mantenidas y controladas en el núcleo del mismo.
Los reactores de fisión son el corazón de las nucleoeléctricas, en donde su objetivo primordial es producir energía calorífica en forma de vapor de agua que, posteriormente, será convertida en energía mecánica en una turbina, y finalmente, esta última se transformará en energía eléctrica mediante un generador.
Cabe mencionar que, a pesar de que la aplicación más común de los reactores nucleares es la generación de electricidad, también pueden usarse con motivos de investigación, o para obtener isótopos radiactivos útiles en tratamientos médicos (radioterapia).
Gran parte de la energía desprendida de una fisión nuclear (aproximadamente el 85%) es liberada en forma de energía térmica inmediatamente después de que la reacción ocurre. El resto deriva del decaimiento radiactivo de los productos de fisión, de manera que, la radiactividad continúa aun cuando la reacción en cadena se ha detenido, por eso es importante que el diseño de un reactor nuclear considere esta energía para poder operar adecuadamente.
Los reactores nucleares se constituyen de una serie de elementos, cuyas funciones son de gran relevancia durante el proceso de generación de calor:
- El núcleo del reactor: Es la sección del reactor que contiene los elementos necesarios (varillas de combustible, barras de control, moderador y refrigerante), para que opere de manera segura y eficaz. En esta región se confinan las reacciones de fisión nuclear.
- Combustible nuclear: Es un material altamente fisible, lo preciso para sostener una reacción nuclear en cadena. Mayormente, se emplea uranio natural o enriquecido, pero mezclas de óxidos de uranio y plutonio (MOX) también pueden fungir como combustible para un reactor nuclear.
- Barras de control: Como indica su nombre, las barras de control tienen la función de controlar la reacción nuclear en cadena, capturando algunos de los neutrones liberados en cada fisión.
- Moderador: El moderador tiene la finalidad de disminuir la velocidad de los neutrones liberados en las reacciones de fisión, a través de choques elásticos entre estos y sus propios átomos.
- Refrigerante: El papel del refrigerante, es extraer y transportar el calor producido en el núcleo del reactor.
- Reflector: Parte de los neutrones resultantes de una reacción en cadena llega a escapar de la zona donde esta se produce. La tarea del reflector es disminuir esa fuga neutrónica, y así, aumentar la eficiencia del reactor.
- Blindaje: El blindaje se trata de una barrera o muro construido alrededor del reactor, cuya composición consiste de hormigón (principalmente) y algunos metales pesados como el plomo o el acero.
Fuentes:
- Francia, L., y Gallego, E. (s. f.). Energía Nuclear de Fisión. Recuperado el 10 de Abril de 2015 de 62.43.237.121/nuclear_fision.pdf
- Foro de la Industria Nuclear Española. (2008). Introducción a los Reactores Nucleares. Recuperado el 17 de Abril de 2015 de www.foronuclear.org/pdf/monograficos/introduccion_reactoresnucleares.pdf
- Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares. (2008). ¿Qué son los reactores nucleares?. Contacto Nuclear, 51, 7-13. Recuperado el 17 de Abril de 2015 de www.inin.gob.mx/publicaciones/documentospdf/51%20QUE%20SON.pdf
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- Aprea, J. L. (2013). Una mirada al agua pesada. Hojitas de conocimiento, 13, 93-94. Recuperado el 19 de Abril de 2015 de www.cab.cnea.gov.ar/ieds/images/extras/hojitas_conocimiento/energia/93-94_agua_pesada-jose_l_aprea.pdf