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Diagrama esquemático de un reactor de agua hirviendo (BWR) – solo en alemán Fuente: Deutsches Atomforum e. V.
Al igual que los reactores de agua a presión, los reactores de agua hirviendo (BWR) pertenecen al diseño de reactor de agua ligera.
En comparación con el reactor de agua a presión (PWR), hay una presión relativamente baja en el recipiente a presión del reactor del reactor de agua en ebullición (aproximadamente 70 bar, por lo tanto, aproximadamente la mitad que en el PWR).
El agua del refrigerante fluye a través del núcleo del reactor de abajo hacia arriba, descargando el calor producido en los elementos combustibles. Parte de ella se evapora por encima del núcleo del reactor a aproximadamente 290°C (cúpula de vapor). El vapor que emerge es conducido directamente a la turbina, conduciéndola. Esto se hace a través de secadores de vapor que separan la humedad contenida en el vapor.
sistema de agua de Enfriamiento
Info: los reactores de agua Ligera
La diferencia entre los diferentes tipos de reactores es en el refrigerante utilizado (agua, gas o líquido metal) y el moderador utilizado (una sustancia que frena los neutrones rápidos, lo que permite y mantener la reacción en cadena de la fisión térmica). El agua o el carbono en forma de grafito se pueden utilizar como moderadores.
Reactores de agua ligera
Hoy en día, los reactores de agua ligera se utilizan en Alemania, que son los tipos más comunes de reactores utilizados en todo el mundo. Entre los reactores de agua ligera se encuentran los reactores de agua a presión y los reactores de agua hirviendo. En los reactores de agua ligera, se utiliza agua normal (agua ligera) como refrigerante. Al mismo tiempo, el agua sirve de moderador.
Una molécula de agua (H2O) consta de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Si ambos átomos de hidrógeno (H) tienen solo un protón (módulo cargado positivamente) en el núcleo, pero ningún neutrón (módulo no cargado del núcleo), la combinación con oxígeno se denomina «agua ligera».
En el caso de» agua pesada», por otro lado, ambos átomos de hidrógeno en el núcleo tienen un protón y un neutrón cada uno. Estos átomos de hidrógeno también se denominan deuterio, un isótopo del hidrógeno.
El número de protones y neutrones en el núcleo determina el número de masa de un núcleo. Los átomos de hidrógeno del agua pesada muestran una masa mayor (u≈2) que los átomos de hidrógeno del agua ligera (u≈1).
El vapor «gastado» que ha transferido una parte importante de su energía a la turbina, se enfría en el condensador con la ayuda de otro circuito (sistema de agua de refrigeración), se condensa en agua nuevamente y se alimenta al núcleo del reactor a través de bombas.
Los materiales radiactivos llegan a la turbina
Las tuberías (líneas principales de vapor y líneas de agua de alimentación) conducen desde la contención a la central eléctrica. Dado que el vapor de agua puede contener materiales radiactivos, las líneas de corriente principal, la turbina, el condensador y las líneas de agua de alimentación pueden contener deposiciones radiactivas. Por este motivo, en el caso del BWR, la central eléctrica también forma parte del área de control de la planta y está protegida en consecuencia (por ejemplo, blindaje de la turbina).
Se han instalado varios dispositivos de seguridad para separar inmediatamente el reactor de la central eléctrica en caso de accidente (el denominado aislamiento de penetración).
Control de la fisión nuclear en el BWR
Bombas de circulación integradas en el recipiente a presión del reactor mezcle el agua de alimentación bombeada desde el condensador con el agua del recipiente a presión del reactor que no se haya evaporado. Dependiendo del volumen circulado, la temperatura del refrigerante que fluye a través de los elementos de combustible cambia. Esto también influye en la proporción de vapor en el área del núcleo del reactor.
El vapor tiene un efecto de moderación menor que el agua. Cuanto más vapor hay en el área del núcleo del reactor, menos se producen fisiones nucleares. Por lo tanto, la potencia del reactor disminuye (coeficiente de burbuja de vapor negativo). Al cambiar la velocidad de las bombas de circulación, se puede influir en la potencia del reactor a través de la proporción de burbujas de vapor en el agua del refrigerante. Un caudal de refrigerante más bajo reduce la potencia del reactor al aumentar la proporción de burbujas de vapor y viceversa.
Las barras de control del reactor que contienen material absorbente de neutrones (los llamados venenos de neutrones) se cargan en el núcleo del reactor desde abajo y regulan el reactor. En el caso de un disparo del reactor, las barras de control se «disparan» neumáticamente en el núcleo del reactor, terminando así la reacción en cadena.
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- reactores de agua a presión