Laguna Verde

Introducción

La energía nuclear es la energía que se obtiene al manipular la estructura interna de los átomos. Se puede obtener mediante la división del núcleo (fisión nuclear) o la unión de dos átomos (fusión nuclear).

La energía nuclear o energía atómica es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares. Sin embargo, este término engloba otro significado, el aprovechamiento de dicha energía para otros fines, tales como la obtención de energía eléctrica, térmica y mecánica a partir de reacciones atómicas, y su aplicación, bien sea con fines pacíficos o bélicos. Así, es común referirse a la energía nuclear no solo como el resultado de una reacción sino como un concepto más amplio que incluye los conocimientos y técnicas que permiten la utilización de esta energía por parte del ser humano.

Estas reacciones se dan en los núcleos de algunos isótopos de ciertos elementos químicos (radioisótopos), siendo la más conocida la fisión del uranio-235 (235U), con la que funcionan los reactores nucleares, y la más habitual en la naturaleza, en el interior de las estrellas, la fusión del par deuterio-tritio (2H-3H). Sin embargo, para producir este tipo de energía aprovechando reacciones nucleares pueden ser utilizados muchos otros isótopos de varios elementos químicos, como el torio-232, el plutonio-239, el estroncio-90 o el polonio-210 (232Th, 239Pu, 90Sr, 210Po; respectivamente).

Existen varias disciplinas y/o técnicas que usan de base la energía nuclear y van desde la generación de electricidad en las centrales nucleares hasta las técnicas de análisis de datación arqueológica (arqueometría nuclear), la medicina nuclear usada en los hospitales, etc.

Los sistemas más investigados y trabajados para la obtención de energía aprovechable a partir de la energía nuclear de forma masiva son la fisión nuclear y la fusión nuclear. La energía nuclear puede transformarse de forma descontrolada, dando lugar al armamento nuclear; o controlada en reactores nucleares en los que se produce energía eléctrica, energía mecánica o energía térmica. Tanto los materiales usados como el diseño de las instalaciones son completamente diferentes en cada caso.

Central Laguna Verde

Esta central nucleoeléctrica es la única en México, que proporciona un 5% de toda la electricidad producida a nivel nacional.

Su producción de energía se debe a que la planta cuenta con dos reactores BWR-5 (Generadoras de 682.5 Mw eléctricos cada una) y reactores de agua hirviente Mark II que gracias a esto el vapor se genera dentro del reactor.

El vapor generado es utilizado para mover las turbinas del generador eléctrico, todo esto lo producen a una reacción llamada “Fisión nuclear”, esto crea a partir del uso de neutrones que chocan con los átomos de Uranio 235. Al llevarse a cabo la reacción, denominada reacción en cadena, se libera energía en forma de calor, esta energía calienta el agua dentro del reactor y provoca que se convierta en vapor. El vapor fluye a través de tuberías y conductos hasta llegar a las turbinas. Estas turbinas se mueven y transfieren el movimiento al generador que se encarga de producir electricidad, la cual se conecta a la red nacional de electricidad.

El vapor de salida de las turbinas se descarga en el condensador, condensándose por efecto de la refrigeración del mismo mediante agua de mar. Una vez en forma líquida en el condensador, el agua se re-circula al reactor para volver a iniciarse el proceso nuevamente.

El reactor cuenta con sistemas de seguridad redundantes. Para controlar la reacción dentro del reactor se utilizan barras de control tipo cruciformes. Estas barras de control se introducen y se sacan del reactor de acuerdo al uso y necesidad de energía. Las barras contienen carburo de boro que se encargan de absorber neutrones y detener la reacción en cadena. En caso de que las barras no se introdujeran de manera adecuada, el reactor cuenta con un sistema que se encarga de apagar el reactor de manera alternativa a las barras de control.

CFE decidió usar el isótopo Uranio 235 ya que al fisionarse libera una gran cantidad de energía, el problema es que, su abundancia es de tan solo .72%, esto hace que enriquezcan el Uranio para subir su abundancia y producir un mejor combustible.

Este combustible se encuentra en forma sólida, en una forma de pastillas de tan solo 0.94cm de alto y 0.88cm de diámetro y su peso solo es de 10 gramos, estas pastillas se introducen en tubos metálicos herméticas de aleaciones especiales de zirconio, los cuales se alinean para formar ensambles de combustible (La energía eléctrica producida por la fisión de 1 Kg. de uranio 235, es de aproximadamente 18.7 millones de kilowatts-hora).

En el reactor se tienen los elementos llamados barras de control, que se encargan de mantener la intensidad de la reacción en cadena que ocurre en su interior, dentro de los límites deseados y de conformidad con la cantidad de energía térmica que se quiera producir. Las barras de control contienen carburo de boro, mismo que tiene la propiedad de capturar neutrones y debido a esto la función de control se establece. Si se desea disminuir la intensidad de la reacción nuclear que ocurre dentro del reactor, basta con insertar las barras de control entre los ensambles de combustible del núcleo, en la medida de la disminución deseada. Las barras se encargan de capturar gran parte de los neutrones libres, reduciéndose la cantidad de fisiones y por lo tanto la energía térmica producida por el reactor. En caso de querer subir la potencia del reactor (aumentar la intensidad de la reacción nuclear) sólo hay que extraer las barras de control, hasta lograr la potencia deseada.

El proceso que se utiliza en la planta es el “Ciclo termodinámico”, este proceso empieza donde el agua cubre a el reactor para que el calor obtenido sea absorbido por el agua (Se utiliza como refrigerante) y convertirse en vapor, cuando secan el vapor sale del reactor para ser mandado a la turbina de alta presión.

Este vapor pasa al separador de humedad y recalentador de vapor (MSR), el vapor que sale va a la turbina de baja presión.

El vapor obtenido de todo este proceso es de alta velocidad que hace posible mover los álabes y al generador eléctrico. El vapor después de mover

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