Reactor nuclear - Historial de revisiones

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 |concepto=Dispositivo en donde se produce una reacción nuclear controlada. Se puede utilizar para la obtención de energía en las denominadas centrales nucleares
-}}<div align="justify">'''Reactor nuclear'''. Dispositivo  donde se produce una reacción nuclear controlada. Se puede utilizar para la obtención de energía en las denominadas centrales nucleares, la producción de materiales fisionables, como el [[plutonio]], para ser usados en armamento nuclear, la propulsión de buques o de [[satélites]] artificiales o la investigación. Una central nuclear puede tener varios reactores. Actualmente solo producen energía de forma comercial los reactores nucleares de fisión, aunque existen reactores nucleares de fusión experimentales; instalación física donde se produce, mantiene y controla una reacción nuclear en cadena. Por lo tanto, en un reactor nuclear se utiliza un combustible adecuado que permita asegurar la normal producción de energía generada por las sucesivas fisiones. Algunos reactores pueden disipar el calor obtenido de las fisiones, otros sin embargo utilizan el calor para producir energía eléctrica.
+}}'''Reactor nuclear'''. Dispositivo  donde se produce una reacción nuclear controlada. Se puede utilizar para la obtención de energía en las denominadas centrales nucleares, la producción de materiales fisionables, como el [[plutonio]], para ser usados en armamento nuclear, la propulsión de buques o de [[satélites]] artificiales o la investigación. Una central nuclear puede tener varios reactores. Actualmente solo producen energía de forma comercial los reactores nucleares de fisión, aunque existen reactores nucleares de fusión experimentales; instalación física donde se produce, mantiene y controla una reacción nuclear en cadena. Por lo tanto, en un reactor nuclear se utiliza un combustible adecuado que permita asegurar la normal producción de energía generada por las sucesivas fisiones. Algunos reactores pueden disipar el calor obtenido de las fisiones, otros sin embargo utilizan el calor para producir energía eléctrica.
 == Requisitos básicos ==

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	Mientras tanto se está investigando en materiales que aunque se activen, solo den lugar a isótopos de vida media corta, con lo que dejando reposar un periodo corto a esos materiales, podrían considerarse como residuos convencionales (no radiactivos). El problema principal, en cualquier caso, seguiría estando en la dificultad de mantener en condiciones al armazón del núcleo sin que este se deteriorara y hubiese que cambiarlo cada poco tiempo.		Mientras tanto se está investigando en materiales que aunque se activen, solo den lugar a isótopos de vida media corta, con lo que dejando reposar un periodo corto a esos materiales, podrían considerarse como residuos convencionales (no radiactivos). El problema principal, en cualquier caso, seguiría estando en la dificultad de mantener en condiciones al armazón del núcleo sin que este se deteriorara y hubiese que cambiarlo cada poco tiempo.

		+	== Referencias ==
		+	<references/>
	== Fuentes ==		== Fuentes ==

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 Instalación destinada a la producción de energía mediante la fusión nuclear. Tras más de 60 años de investigación en este campo, se ha logrado mantener una reacción controlada, si bien aún no es energéticamente rentable.
-La mayor dificultad se halla en soportar la enorme presión y temperatura que requiere una fusión nuclear (que sólo es posible encontrar de forma natural en el núcleo de una [[estrella]]). Además este proceso requiere una enorme inyección de energía inicial (aunque luego se podría automantener ya que la energía desprendida es mucho mayor)
+La mayor dificultad se halla en soportar la enorme presión y temperatura que requiere una fusión nuclear (que sólo es posible encontrar de forma natural en el núcleo de una [[estrella]]). Además este proceso requiere una enorme inyección de energía inicial (aunque luego se podría automantener ya que la energía desprendida es mucho mayor).
 === Lineas de investigación ===

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 {{Definición
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 |concepto=Dispositivo en donde se produce una reacción nuclear controlada. Se puede utilizar para la obtención de energía en las denominadas centrales nucleares

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 |concepto=Dispositivo en donde se produce una reacción nuclear controlada. Se puede utilizar para la obtención de energía en las denominadas centrales nucleares
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+}}<div align="justify">'''Reactor nuclear'''. Dispositivo  donde se produce una reacción nuclear controlada. Se puede utilizar para la obtención de energía en las denominadas centrales nucleares, la producción de materiales fisionables, como el [[plutonio]], para ser usados en armamento nuclear, la propulsión de buques o de [[satélites]] artificiales o la investigación. Una central nuclear puede tener varios reactores. Actualmente solo producen energía de forma comercial los reactores nucleares de fisión, aunque existen reactores nucleares de fusión experimentales; instalación física donde se produce, mantiene y controla una reacción nuclear en cadena. Por lo tanto, en un reactor nuclear se utiliza un combustible adecuado que permita asegurar la normal producción de energía generada por las sucesivas fisiones. Algunos reactores pueden disipar el calor obtenido de las fisiones, otros sin embargo utilizan el calor para producir energía eléctrica.
 == Requisitos básicos ==

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 |concepto=Cuando un núcleo de uranio-235 se divide mediante el bombardeo de neutrones, produce más neutrones. Éstos pueden dividir otros núcleos que pueden liberar aún más neutrones. Al principio el equipo liderado por el físico estadounidense [[Enrico Fermi]] mantuvo este proceso en una "[[reacción en cadena]]" controlada. El reactor nuclear construido en una cancha de squash en la [[Universidad de Chicago]], se utilizó en las investigaciones que ayudaron a construir la primera [[bomba atómica]]. El reactor se encontraba funcionando en diciembre de [[1942]].
-}}
+}}'''Reactor nuclear.'''
 == Definición ==
 Un reactor nuclear es un dispositivo en donde se produce una reacción nuclear controlada. Se puede utilizar para la obtención de energía en las denominadas [[centrales nucleares]], la producción de [[materiales fisionables]], como el [[plutonio]], para ser usados en [[armamento nuclear]], la propulsión de buques o de [[satélites]] artificiales o la investigación. Una [[central nuclear]] puede tener varios reactores. Actualmente solo producen energía de forma comercial los reactores nucleares de fisión, aunque existen reactores nucleares de fusión experimentales; instalación física donde se produce, mantiene y controla una [[reacción nuclear en cadena]]. Por lo tanto, en un reactor nuclear se utiliza un combustible adecuado que permita asegurar la normal producción de energía generada por las sucesivas fisiones. Algunos reactores pueden disipar el calor obtenido de las fisiones, otros sin embargo utilizan el calor para producir energía eléctrica.
-== ¿Qué se debe deber en cuenta? ==
+== Requisitos básicos ==
 Por sus características estos deben cumplir una serie de requisitos muy importantes para su puesta en marcha ya sea por su potencia, por la energía que utiliza y los residuos que producen.
 La potencia de un reactor de fisión puede variar desde unos pocos kW térmicos a unos 4500 MW térmicos (1500 MW "eléctricos"). Deben ser instalados en zonas cercanas al agua, como cualquier [[central térmica]], para refrigerar el circuito, y deben ser emplazados en zonas sísmicamente estables para evitar accidentes. Poseen grandes medidas de seguridad. No emiten gases que dañen la atmósfera pero producen residuos radiactivos que duran decenas de miles de años, y que deben ser almacenados para su posterior uso en reactores avanzados y así reducir su tiempo de vida a unos cuantos cientos de años.
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 * Material de control.- [[Cadmio]] o [[boro]]: hace que la [[reacción en cadena]] se pare. Son muy buenos absorbentes de neutrones. Generalmente se usan en forma de barras o bien disuelto en el refrigerante.
 * Elementos de Seguridad.- Todas las centrales nucleares de fisión, constan en el [[2007]] de múltiples sistemas, activos (responden a señales eléctricas), o pasivos (actúan de forma natural, por gravedad, por ejemplo). La contención de hormigón que rodea a los reactores es la principal de ellas. Evitan que se produzcan accidentes, o que, en caso de producirse, haya una liberación de radiactividad al exterior del reactor.
 === Tipos de reactores nucleares de fisión ===
 Existen varios tipos básicos:
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 * RBMK - Reactor Bolshoy Moshchnosty Kanalny (reactor de canales de alta potencia): su principal función es la producción de [[plutonio]], y como subproducto genera energía eléctrica. Utiliza [[grafito]] como moderador y agua como refrigerante. Uranio enriquecido como combustible. Puede recargarse en marcha. Tiene un coeficiente de reactividad positivo. El reactor de [[Chernóbil]] era de este tipo.
 * ADS - Accelerator Driven System (sistema asistido por acelerador): utiliza una masa subcrítica de [[torio]], en la que se produce la fisión solo por la introducción, mediante aceleradores de partículas, de neutrones en el reactor. Se encuentran en fase de experimentación, y se prevé que una de sus funciones fundamentales sería la eliminación de los residuos nucleares producidos en otros reactores de fisión.
 === Aplicaciones fundamentales ===
 [[Image:Nuclear_reactorI.png|right]]
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 * Producción de hidrógeno mediante electrólisis de alta temperatura.
 * Desalación.
 '''Propulsión nuclear: '''
 * Marítima.
 * Cohetes de propulsión térmica nuclear (propuesta).
 * Cohetes de propulsión nuclear pulsada (propuesta).
 '''Transmutación de elementos: '''
 * Producción de plutonio, utilizado para la fabricación de combustible de otros reactores o de armamento nuclear.
 * Creación de diversos [[isótopos]] radiactivos, como el [[americio]] utilizado en los detectores de humo, o el [[cobalto-60]] y otros que se utilizan en los tratamientos médicos.
 '''Aplicaciones de investigación, incluyendo:'''
 * Su uso como fuentes de [[neutrones]] y de [[positrones]] (p. ej. para su uso de análisis mediante [[activación neutrónica]] o para el datado por el método de [[potasio]]-[[argón]]).
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 === Ventajas de los reactores nucleares de fisión ===
 * Una de las ventajas de los reactores nucleares actuales es que casi no emiten contaminantes al aire (aunque periódicamente purgan pequeñas cantidades de gases radiactivos), y los residuos producidos son muchísimo menores en volumen y más controlados que los residuos generados por las plantas alimentadas por [[combustibles fósiles]]. En esas centrales térmicas convencionales que utilizan combustibles fósiles ([[carbón]], [[petróleo]] o [[gas]]), se emiten gases de [[efecto invernadero]] ([[CO2]] principalmente), gases que producen [[lluvia ácida]] ([[SO2]] principalmente), carbonilla, [[metales pesados]], miles de toneladas anualmente de cenizas, e incluso material radiactivo natural concentrado (NORM). En una central nuclear los residuos sólidos generados son del orden de un millón de veces menores en volumen que los contaminantes de las centrales térmicas.
 * El [[uranio enriquecido]] utilizado en las centrales nucleares no sirve para construir un arma nuclear ni para usar uranio procedente de ellas. Para ello se diseñan los reactores en ciclos de alto enriquecimiento o bien se usan diseños como reactores tipo RBMK usados para la generación de plutonio.
 * Últimamente se investigan centrales de fisión asistida, donde parte de los residuos más peligrosos serían destruidos mediante el bombardeo con partículas procedentes de un acelerador (protones seguramente) que por espalación producirían neutrones que a su vez provocarían la [[transmutación]] de esos [[isótopos]] más peligrosos. Esta sería una especie de central de neutralización de residuos radiactivos automantenida. El rendimiento de estas centrales sería en principio menor, dado que parte de la energía generada se usaría para la transmutación de los residuos. Se estima que la construcción del primer reactor de transmutación (Myrrha) comenzará en el año 2014.
 === Desventajas de los reactores nucleares de fisión ===
 * La percepción de peligro en la población proviene de varios factores:

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 * Desarrollo de tecnología nuclear.
- === Ventajas de los reactores nucleares de fisión ===
+=== Ventajas de los reactores nucleares de fisión ===
 * Una de las ventajas de los reactores nucleares actuales es que casi no emiten contaminantes al aire (aunque periódicamente purgan pequeñas cantidades de gases radiactivos), y los residuos producidos son muchísimo menores en volumen y más controlados que los residuos generados por las plantas alimentadas por [[combustibles fósiles]]. En esas centrales térmicas convencionales que utilizan combustibles fósiles ([[carbón]], [[petróleo]] o [[gas]]), se emiten gases de [[efecto invernadero]] ([[CO2]] principalmente), gases que producen [[lluvia ácida]] ([[SO2]] principalmente), carbonilla, [[metales pesados]], miles de toneladas anualmente de cenizas, e incluso material radiactivo natural concentrado (NORM). En una central nuclear los residuos sólidos generados son del orden de un millón de veces menores en volumen que los contaminantes de las centrales térmicas.
 * El [[uranio enriquecido]] utilizado en las centrales nucleares no sirve para construir un arma nuclear ni para usar uranio procedente de ellas. Para ello se diseñan los reactores en ciclos de alto enriquecimiento o bien se usan diseños como reactores tipo RBMK usados para la generación de plutonio.
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 === Posibles combustibles para reactores de fusión nuclear ===
 La reacción óptima para producir energía por fusión es la del deuterio y tritio debido a su elevada sección eficaz. Es también, por ello, la más usada en las pruebas experimentales. La reacción es la siguiente:
-        D + T → 4He + n
 Obtener deuterio no es difícil ya que es un elemento estable y abundante que se formó en grandes cantidades en la sopa primordial de partículas. En el agua una parte por cada 6500 presenta [[deuterio]] en lugar de [[hidrógeno]], por lo que se considera que existe una reserva inagotable de deuterio. En un reactor automantenido la reacción deuterio-[[tritio]] generaría energía y neutrones. Los neutrones son la parte negativa de la reacción y hay que controlarlos ya que las reacciones de captación de neutrones en las paredes del reactor o en cualquier átomo del reactivo pueden inducir radiactividad. De hecho, los neutrones, con tiempo suficiente pueden llegar a debilitar la estructura del propio contenedor con el consecuente riesgo de que se produzcan peligrosas fisuras. Para ello están los moderadores y [[blindajes]] de neutrones tales como el agua pesada, el berilio, el [[sodio]] o el [[carbono]] como moderadores muy usados en las centrales de fisión, o el boro y el [[cadmio]], usados como productos que paran completamente los neutrones absorbiéndolos. Si se quiere fabricar un reactor realmente limpio habrá que buscar otras fórmulas. Se ha planteado una doble solución al problema de los neutrones y al de la abundancia del [[tritio]]. El tritio no se encuentra en la naturaleza ya que es inestable así que hay que fabricarlo. Para obtenerlo se puede recurrir a las centrales de fisión, donde se puede generar por la activación del hidrógeno contenido en el agua, o al bombardeo del [[litio]], material abundante en la [[corteza terrestre]], con neutrones.
-Li + n → 4He + T
-Li + n → 4He + T +n
+Li + n → 4He + T
 Hay dos isótopos estables del litio el [[litio-6]] y el [[litio-7]] siendo éste último mucho más abundante. Por desgracia, la reacción que absorbe neutrones es la que se da con el litio-6, el menos abundante. Todo esto tampoco evita que muchos neutrones acaben impactando con las paredes del propio reactor con la subsiguiente fabricación de átomos radiactivos. A pesar de ello una de las propuestas para el ITER es la de recubrir las paredes con litio-6 el cual pararía una buena parte de los neutrones para producir más [[tritio]]. Debido a todos estos problemas se están investigando otras reacciones de sección eficaz alta pero más limpias. Una de la más prometedoras es la del [[deuterio]] más [[helio-3]].
-        D + 3He → 4He + p
 El problema en esta reacción reside en la menor sección eficaz con respecto a la de deuterio-tritio y en la propia obtención del [[helio-3]] que es el isótopo más raro de dicho elemento. Los protones no entrañan tanto peligro como los neutrones ya que estos no serán fácilmente captados por los átomos debido a la [[barrera coulombiana]] que deben atravesar cosa que con las partículas de carga neutra como los neutrones no ocurre. Además un protón puede ser manipulado mediante campos electromagnéticos. Una solución para obtener helio-3 artificialmente sería la de incorporar, en el propio reactor, la reacción deuterio-deuterio.
-        D + D → 3He + n
 El problema es que, de nuevo, obtenemos un neutrón residual, lo que nos devuelve de nuevo al problema de los neutrones. Quizá la clave fuera la obtención de helio-3 natural, pero éste es extremadamente raro en la Tierra. Hay que tener en cuenta que el poco [[helio-3]] natural que se produce por radiactividad tiende a escapar de nuestra densa atmósfera. Lo curioso es que dicho isótopo es abundante en la [[Luna]]. Se encuentra esparcido por su superficie y proviene del viento solar que durante miles de millones de años ha bañado la desnuda superficie lunar con sus partículas ionizadas. Este helio lunar podría ser, en un futuro, la clave para los reactores de fusión.
 Mientras tanto se está investigando en materiales que aunque se activen, solo den lugar a isótopos de vida media corta, con lo que dejando reposar un periodo corto a esos materiales, podrían considerarse como residuos convencionales (no radiactivos). El problema principal, en cualquier caso, seguiría estando en la dificultad de mantener en condiciones al armazón del núcleo sin que este se deteriorara y hubiese que cambiarlo cada poco tiempo.