Reactors nuclears

Tipus de reactors:
GCR(Gac Carbonic):Un reactor refrigerat per gas o GCR va ser un reactor nuclear que utilitzava grafit com a moderador de neutrons i anhídrid de carboni com a refrigerant . Encara que existeixen altres tipus de reactors refrigerats per gas , l'acrònim GCR es refereix a aquest tipus en particular de reactor nuclear.

REACTORS NUCLEARS

Els reactors nuclears produeixen energia calorífica en forma de vapor d'aigua que serà convertida en energia mecànica en una turbina i finalment serà transformada en energia elèctrica mitjançant un generador.

Components del nucli del reactor:                                                               

Barres de combustible

1.Combustible:material fissionable (o fussionable) que puga mantenir les reaccions en cadena del qual es pot extraure ràpidament el calor produït en les reaccions nuclears  que tenen lloc en el seu interior, normalment s'utilitzen derivats de l'urani. L'urani es troba contingut en varilles anomenades barres de combustible.
                                                                        
2.Barres de control: la seua funció es proporcionar un mitjà ràpid per a controlar les reaccions nuclears absorbint els neutrons per a que no puguen continuar amb la reacció en cadena.                                                        

Barres de control

3.Moderador:s'utilitzen per a disminuir la energia cinètica que tenen els neutrons alliberats en la reacció.

4.Refrigerant: absorbeix i transporta el calor alliberat en la fissió. Té que ser anticorrosiu i no absorbir neutrons.


5.Reflector: en una reacció certs números de neutrons tendeixen a escapar i aquesta fuga es minimitza amb la existència d'un medi reflector.
                                                                                     

 6.Blindatge: en un reactor nuclear hi ha una intensa radiació per lo tant un reactor deu contar amb un blindatge al seu voltant per a atenuar  aquestes radiacions.                                                                                           

TURBINES HIDRÀULIQUES

TURBINES HIDRÀULIQUES

• Què són?

  Les turbines hidràuliques són màquines formades per diverses pales. Al rebre un líquid (en aquest cas aigua) a la seua part central, aquestes aspes es mouen i aprofita l'energia per a generar electricitat a través d'un generador.

• Classificació:

Les turbines hidràuliques es poden dividir segons:

         

         - Direcció en que aplega l'aigua:

                  - Turbines radials: reben l'aigua en direcció radial.

                  - Turbines axials: reben l'aigua en totes les pales. 

                  - Turbines tangencials: reben l'aigua com un molí en un riu.

         - Segons com actua l'aigua:

                        -Turbines d'acció: aprofiten la velocitat de l'aigua

                   -Turbines de reacció: aprofiten la velocitat i la pèrdua de  la pressió de                          l'aigua.

• Tipus:

 En funció del seu disseny hi ha tres tipus:
          
         -Turbina d'Hèlix:

         -Turbina de Kaplan: fluxe axial, inventat per Víctor Kaplan

         -Turbina de Pelton: fluxe radial, inventat per Lester Allan Pelton.

         -Turbina de Francis: millorada per James B. Francis.

    

  

Reactor de agua pesada presurizada

Un reactor de agua pesada presurizada es un tipo de reactor nuclear que usa agua pesada (óxido de deuterio, D2O) a alta presión como moderador de neutrones y como refrigerante. Como combustible utilizan uranio natural. El agua pesada se mantiene bajo presión, lo que permite :

• aumentar su temperatura sin llegar a la ebullición.
• transportar más calor desde el corazón del reactor hasta la turbina, como en los reactores de agua a presión y de manera opuesta a los reactores de agua en ebullición.

El agua es excelente moderador, reduciendo la energía cinética de los neutrones, por la parecida masa de sus átomos de hidrógeno y los neutrones, lo que permite que aumente la probabilidad de que los neutrones causen fisión nuclear en el U235. Pero el agua también tiene afinidad a absorber los neutrones, lo que deja un número insuficiente de los mismos para reaccionar con las pequeñas cantidades de U235 presentes en el uranio natural . Es por ello que los reactores de agua ligera requieren uranio enriquecido. El agua pesada, tiene unas propiedades como moderador similares al agua, aunque algo menores porque la masa del deuterio es al rededor del doble de la del hidrógeno. 

.
Otras formas de agua pesada

• Agua Semipesada

Además hay otras variedades isotópicas como una forma sin nombre que correspondería a un "agua semi - superpesada", cuya fórmula química es HTO, THO o 1H3H O. Esta forma es radiactiva.

El agua semipesada, HDO, existe siempre que haya agua con hidrógeno ligero (Protio, 1H) y el deuterio (D o 2H) en la mezcla. Esto se debe a que los átomos de hidrógeno (hidrógeno-1 y deuterio) se intercambian rápidamente entre las moléculas de agua. El agua que contiene 50 % de H y 50 % de D en su hidrógeno en realidad contiene aproximadamente el 50 % HDO y 25 % cada uno de H2O y D2O, en equilibrio dinámico.

• El agua pesada-oxígeno

Agua enriquecida en los isótopos de oxígeno más pesados ​​17 O y 18 O también está disponible comercialmente, por ejemplo, para uso como un trazador isotópico no radiactivo. Se trata de "agua pesada", ya que es más densa que el agua normal (H2 18O es aproximadamente tan denso como D2 O, y el H217O está a medio camino entre el H2O y D2O), pero rara vez se llama agua pesada, ya que no contiene el deuterio que da D2O sus propiedades nucleares y biológicos inusuales. Es más cara que D2O debido a la mayor dificultad en la separación del 17 O 18 O.

• Agua tritiada

Agua tritiada contiene tritio en lugar de protio o deuterio. La fórmula química del agua tritiada, óxido de tritio o agua superpesada es:T2O o 3H2O. Esta forma es radiactiva.

Propiedades físicas(comparación con H2O)

Propiedad	D2O (agua pesada)	H2O (agua común)
Punto de fusión (°C)	3,82	0,0
Punto de ebullición (°C)	101,4	100,0
Densidad (a 20 °C, g/mL)	1,1056	0,9982
Temp. de máxima densidad (°C)	11,6	4,0
Viscosidad (a 20 °C, centipoise)	1,25	1,005
Tensión superficial (a 25 °C, dyn•cm)	71,93	71,97
Entalpía de fusión (cal/mol)	1,515	1,436
Entalpía de vaporización (cal/mol)	10,864	10,515
pH (a 25 °C)	7,41	7,00

Principales productores

 Unión Soviética

 Argentina

 Estados Unidos

 Canadá

 Noruega

 India

 Irán

 Rumania

 Francia

 Reino Unido

TURBINES HIDRÀULIQUES

COM  FUNCIONEN?

Les turbines reben l'aigua a través d'un canal estret. L'aigua impacta amb força sobre els àleps o pales del rotor.El rotor gira degut a la força de l'aigua.

Reactors Nuclears

Classificació dels Reactors Nuclears:

-Reactor refrigerat per gas (GCR): va ser un reactor nuclear que utilitzava grafit com a moderador de neutrons i anhídrid de carboni com a refrigerant. Encara que existeixen altres tipus de reactors refrigerats per gas, l'acrònim GCR es refereix a aquest tipus en particular de reactor nuclear.

TURBINES HIDRÀULIQUES

-QUE ÉS?

Una turbina d'aigua és una turbomàquina motriu, que aprofita l’energia d'un flux que passa a través d'ella per produir un moviment de rotació que, transferit mitjançant un eix, mou directament una màquina o bé un generador que transforma l'energia mecànica en elèctrica.

TURBINES HIDRÀULIQUES

TURBINES HIDRÀULIQUES

Tipus de turbines hidràuliques:

-Turbines d'acció: Es diuen així quan la transformació de l'energia potencial en energia cinètica es produeix en els òrgans fixos anteriors al rodet (injectors o toveres). En conseqüència el rodet només rep energia cinètica. La pressió a l'entrada i sortida de les culleres (o àleps) és la mateixa i igual a l'atmosfèrica.

-Turbines de reacció: Es diu així quan es transforma l'energia potencial en cinètica íntegrament al rodet. Aquest rep només energia potencial. La pressió d'entrada és molt superior a la pressió del fluid a la sortida. Això passa en un aspersor. En la realitat no s'ha desenvolupat aquest tipus de turbina industrialment. Es diuen així encara que caldria considerar-les com un tipus mixt.

Turbines hidràuliques

Les Turbines Hidràuliques

Què és i com funciona? Una turbina d'aigua és una màquina motriu, que aprofita l’energia d'un flux que passa a través d'ella per produir un moviment de rotació que, mou directament una màquina o bé un generador que transforma l'energia mecànica en elèctrica.

Classificació

Reactors Nuclears

Classificació dels reactors nuclears :

Reactor d'aigua pesada (HWR):

Aquest tipus de reactor nuclear ha estat desenvolupat principalment al Canadà.

El combustible nuclear utilitzat és l'urani natural, en forma d'òxid, que s'introdueix en tubs de zirconi aliat.

La seva principal característica és l'ús d'aigua pesada com a moderador i refrigerant.

En el seu disseny més habitual, els tubs del combustible nuclear s'introdueixen en un vas que conté el moderador. El refrigerant es manté a pressió per mantenir el seu estat líquid. El vapor es produeix en uns canviadors de calor pels que circula l'aigua lleugera.

Reactor d'urani natural, gas i grafit (GCR):

Aquest tipus de reactor nuclear utilitza urani natural en forma de metall com a combustible nuclear. El combustible s'introdueix en tubs d'un aliatge de magnesi anomenat Magnox.

El moderador utilitzat és el grafit i el refrigerador és gas, anhídrid carbònic.

La tecnologia d'aquest tipus de reactor, ha estat desenvolupada principalment a França i el Regne Unit.

Reactor avançat de gas (AGR):

Ha estat desenvolupat al Regne Unit a partir del reactor nuclear d'urani natural grafit-gas(usen grafit com a moderador i CO2 com a refrigerant). 

Les principals novetats són que el combustible nuclear, en forma d'òxid d'urani enriquit, està introduït en tubs d'acer inoxidable i que el vas, de formigó pre-tensat, conté els canviadors de calor al seu interior.

Nous tipus tecnològicament més avançats: