Central nuclear de Trillo en Guadalajara (España)

CENTRAL NUCLEAR
DE
TRILLO
1º Bach
−Índice:
−Índice Pág. 1
−¿Qué es una central nuclear?
· Funcionamiento de un reactor nuclear Pág. 2
−¿Qué es una central nuclear?
· Partes de una central nuclear Pág. 3
−Procesos de fisión y fusión Pág. 4
−Principales temores que se tienen a las centrales nucleares.
· Tipos de residuos Pág. 5 y 6
−Principales temores que se tienen a las centrales nucleares.
· Métodos de prevención de fuga de residuos Pág. 6
−Las radiaciones.
· Clasificación.
· Protección Pág. 7
−Las radiaciones.
· Efectos.
· Proyecto MARNA Pág. 8
−Características de la Central Nuclear de Trillo.
· Gestión del combustible Pág. 9
− Características de la Central Nuclear de Trillo.
· Ingresos y gastos de la Central de Trillo.
1
−Otros tipos de centrales Pág. 10
−Bibliografía Pág. 11
− ¿Qué es una central nuclear? :
Una central nuclear es una instalación térmica que utiliza como fuente de calor el generado en la fisión de
elementos químicos radiactivos.
Se transforma la energía calorífica de un combustible en energía mecánica y ésta en eléctrica. El calor
liberado vaporiza el agua. El vapor pasa por la turbina que acciona un alternador transformándose en energía
eléctrica.
Este proceso se lleva a cabo en los rectores nucleares.
· Funcionamiento de un reactor nuclear:
El combustible más utilizado en las centrales nucleares es el uranio. Éste puede ser el natural o el enriquecido.
El uranio se coloca en forma de barras, o en caso del enriquecido en forma de pastillas; para retener este
combustible, los productos obtenidos en la fisión son protegidos dentro de unas vainas de resistentes a la
corrosión y a la erosión por parte del fluido refrigerante.
Al disparar el neutrón que ha de chocar con un núcleo de uranio es necesario el uso de un moderador que
rebaja la velocidad del neutrón de 20.000 Km./h a 2 Km./h. Este moderador puede ser grafito, agua o líquidos
orgánicos.
Envolviendo a estas vainas está el fluido refrigerante, que se encarga de recoger el calor producido en la
reacción nuclear para después llegar hasta un intercambiador donde el calor produce vapor de agua, que es
utilizado para mover unas turbinas y así producir energía.
Gránulo de uranio o dióxido de uranio.
Las barras de combustible están formadas por varios gránulos
Se introducen las barras en un material, el moderador,
que reduce los neutrones.
1−En el núcleo del reactor hay unas 90000 barras. Está rodeado por una gruesa cubierta de hormigón que
absorbe la radiación.
2−Para producir vapor se emplea fluido calentado. El fluido circula por el núcleo para desprender el calor de
la fisión nuclear.
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3−El vapor es enviado a las turbinas unidas a generadores eléctricos.
4−Torre de refrigeración.
· Partes de una central nuclear:
Está constituida por cinco edificios principales:
• Edificio de contención: alberga en su interior al reactor nuclear y al dispositivo de producción de vapor.
• Edificio de turbina: contiene la turbina, el condensador y el generador eléctrico.
• Edificio de combustible: en el interior tiene profundas piscinas que guardan combustible.
• Edificio auxiliar: Tiene dispositivos auxiliares para el buen funcionamiento del reactor: tanques de agua,
almacén de boro
5. Edificio de control: Tiene la sala de control, un ordenador, oficinas y vestuarios, gigantescos acumuladores
eléctricos.
En éstos pueden distinguirse diversos elementos:
−Edificio de contención primaria.
−Edificio de contención secundaria.
−Tuberías de agua a presión.
−Edificio de turbinas.
−Turbina de alta a presión.
−Turbina de baja presión.
−Generador eléctrico.
−Transformadores.
−Parque de salida.
−Condensador.
−Agua de refrigeración.
−Sala de control.
−Torre de refrigeración.
−Grúa de manejo del combustible gastado.
−Almacenamiento del combustible gastado.
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−Reactor.
−Foso de descontaminación.
−Almacén de combustible nuevo.
−Grúa del edificio de combustible.
−Bomba de refrigeración del reactor.
−Grúa de carga del combustible.
−Presionador.
−Generador de vapor.
− Procesos de fisión y fusión:
La energía nuclear puede liberarse en dos formas diferentes: por fisión de un núcleo pesado o por fusión de
dos núcleos ligeros. En ambos casos se libera energía porque los productos tienen una energía de enlace
mayor que los reactivos. Las reacciones de fusión son difíciles de mantener porque los núcleos se repelen
entre sí, pero a diferencia de la fisión no generan productos radiactivos.
Cuando se induce la fisión de un núcleo pesado como el ðU mediante la absorción de un neutrón se libera
energía nuclear, como en la reacción
,que produce cesio 140, rubidio 93, tres neutrones y 200 MeV, o 3,2 × 10−11 J. Una reacción de fisión nuclear
libera una energía 10 millones de veces mayor que una reacción química típica.
− Principales temores que se tienen a las centrales nucleares:
El creciente empleo de la energía nuclear como fuente de energía plantea ciertos problemas relacionados con
el control de los riesgos radiactivos. Los productos de la fisión controlada empleada en los reactores son
peligrosos para el medio ambiente y la salud si se liberan en grandes cantidades, como ocurrió en Chernobil
en 1986. En caso de producirse un accidente en una central con liberación de sustancias radiactivas, la Tierra
podría quedar contaminada en muchos kilómetros a la redonda. Para impedir esto, los ingenieros nucleares
diseñan los sistemas intentando minimizar el riesgo de fugas accidentales.
1º Que la central pueda estallar como una bomba nuclear:
Es un caso muy improbable, ya que en una bomba más del 95% de los materiales que contienen son
materiales fisibles, mientras que en las centrales estos materiales no superan el 4%. Además de que se
encuentran aislados.
2º Contaminación radiactiva:
Es el temor más fundado sobre las centrales, tiene una probabilidad escasa de ocurrir aunque no es imposible.
Para ello se llevan a cabo diversos procesos para asegurar la seguridad en estas centrales.
· Tipos de residuos:
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Residuos gaseosos:
Se encuentran disueltos en el refrigerante del reactor, su radiactividad disminuye hasta un valor radiactivo
insignificante según pasa de un lugar a otro.
Los gases pasan por una serie de filtros, que detienen los gases perjudiciales para más tarde descargarlos a la
atmósfera mediante una chimenea. En las tuberías se instalan detectores de radiactividad que en caso de fallo
cierran las válvulas.
Residuos líquidos:
Se consiguen del fondo del gasificador, se cambia a un evaporador y el líquido se destila, los fangos( que se
acumulan en el fondo) que se producen de esta destilación son lo que se denomina las sustancias radiactivas.
El resultado de la destilación se purifica aun más pasando por diversos filtros, los cuales se quedan con las
sustancias radiactivas que puedan quedar de la destilación anterior. Más tarde los fangos son tratados como
residuos sólidos.
Residuos sólidos:
La eliminación de los materiales sólidos o semisólidos sin utilidad que generan las actividades humanas y
animales. Se separan en cuatro categorías: residuos agrícolas, industriales, comerciales y domésticos. Los
residuos comerciales y domésticos suelen ser materiales orgánicos, ya sean combustibles, como papel, madera
y tela, o no combustibles, como metales, vidrio y cerámica. Los residuos industriales pueden ser cenizas
procedentes de combustibles sólidos, escombros de la demolición de edificios, materias químicas, pinturas y
escoria; los residuos agrícolas suelen ser estiércol de animales y restos de la cosecha.
· Métodos de prevención de fuga de residuos:
Al producirse la combustión del uranio, se liberan residuos nucleares. Para evitar el escape de éstos se recurre
a la instalación de barreras. Son las siguientes:
1º Barrera: Al quemarse el combustible nuclear, los residuos radiactivos se quedan, en un gran porcentaje, en
el interior del mismo, permaneciendo unidos al uranio. La misma pastilla del combustible nuclear absorbe los
neutrones de los materiales radiactivos, reduciendo mucho la probabilidad de escapes radiactivos.
2º Barrera: La pequeña cantidad restante que se desprende del combustible queda confinada en los tubos que
forman las varillas de combustible. Un conjunto de patillas se junta en un tubo igualmente protector
reduciendo muchísimo la probabilidad de escapes
3º Barrera: Pero si a pesar de todo lograra salir alguna partícula, pasaría al refrigerante, quedando confinada
dentro del circuito cerrado en que se mueve dicho refrigerante. Los tubos que contienes las pastillas, se
almacenan en un recinto con un circuito de aire cerrado.
4º Barrera: Existe una barrera más, denominada edificio de contención, que contribuye a garantizar que los
residuos no contaminen el ambiente. Todas las sustancias y anteriores barreras se encierran en un edificio
completamente aislado gracias a unas paredes de unos 15cm de acero y más de un metro de hormigón armado
Otras líneas de defensa: Son revisiones perió−dicas, inspecciones, uso de componentes que den el máximo
rendimiento. No usar el reactor nunca a la máxima capacidad.
−Las radiaciones:
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Una radiación es un raudal de partículas como esferas pequeñísimas electrizadas (, ) y ondas que salen del
interior de las sustancias ()
· Clasificación:
Las radiaciones forman parte del mundo en que vivimos. La humanidad ha estado siempre expuesta a
radiaciones visibles e invisibles que proceden de los materiales existentes en todo el universo. Se clasifican
en:
Naturales:
• radiaciones cósmicas
• elementos radiactivos
• cuerpo humano
Artificiales:
• Televisión
• Relojes con esferas luminosas
• Aparato de radiografías de la medicina
−Radiaciones (alfa): recorren una distancia muy pequeña y son detenidos por una hoja de papel o por la piel
humana.
−Radiaciones (beta): recorren en el aire una distancia de un metro y son detenidas por unos pocos
centímetros de madera o una hoja de metal delgada.
−Radiaciones (gamma): recorren cientos de metros en el aire y son detenidas por una pared gruesa de plomo
o cemento.
· Protección:
Hay tres formas básicas de protegerse de una radiación dañina:
• El tiempo: cuanto menos tiempo se esté expuesto a una radiación menor serán sus efectos sobre nuestro
organismo.
• La distancia: cuanto más nos alejemos de la fuente de radiación menos estaremos expuestos a sus efectos
3. La pantalla interpuesta: el interponer un objeto entre nosotros y una radiación frenará a ésta, dependiendo
del tipo de material de la pantalla y de las radiaciones que hayan sido emitidas.
· Efectos:
Dependen de:
• La dosis o cantidad recibida
• Tipo de radiaciones, si es penetrable como los rayos o los rayos o en algunos casos los rayos .
• Parte del cuerpo que está expuesta.
• Clase de material radiactivo, ya que según la naturaleza del mismo al penetrar el cuerpo se dirige a una
parte de esta o a otra. Como : radio y uranio.
· Proyecto MARNA:
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Está desarrollado por el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) y por la Empresa Nacional del Uranio
(ENUSA), como continuación de los primeros trabajos que se llevaron a cabo (1968−1980) por ENUSA y la
anterior Junta de Energía Nuclear (hoy CIEMAT).
−Objetivos:
· Medir en España la radiación gamma de origen natural y tiene su origen en:
−Los elementos radiactivos naturales presentes en los suelos, materiales de construcción, agua y aire.
−La radiación cósmica proveniente del universo.
−Los elementos radiactivos creados por la interacción de esa radiación con los restantes átomos de la
atmósfera.
*Roentgen (R): mide la exposición a la radiación.
Gray (Gy): mide la dosis de radiación absorbida.
−Características de la Central Nuclear de Trillo:
Produce anualmente 8000 millones de Kwh.
• Operación de la central: Los combustibles que configuran el núcleo del reactor son sustituidos por
combustibles nuevos y trasladados a la piscina de combustible gastado.
• El contenedor D. P. T. De uso doble: El contenedor metálico D. P. T. está diseñado para el combustible de
la Central Nuclear de Trillo 1 y permite el transporte y almacenamiento en seco de 21 elementos de
combustible.
• Almacén temporal exclusivo para la Central Nuclear de Trillo 1: El almacén temporal de combustible
gastado proyectado dispondrá de 2280 m2 - de superficie útil capaz de almacenar hasta 80 contenedores. Su
uso será exclusivo de Trillo 1, según especifica el V Plan de Residuos Radiactivos.
· Gestión del combustible:
· Ingresos y gastos de la Central de Trillo:
GASTOS:
PERSONAL
EN BIENES
FINANCIEROS
TRANSFERENCIA
PASIVOS FINANCIEROS
INVERSIONES
TRANSFERENCIA DE CAPITAL
TOTAL
147889000
135000000
20000000
124200000
91200000
235200000
4000000
757489000
INGRESOS:
IMPUESTOS DIRECTOS
IMPUESTOS INDIRECTOS
460000000
3000000
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TASA Y OTROS INGRESOS
TRANSFERENCIA CORRIENTES
INGRESOS PATRIMONIALES
ENAJ. INVERSIONES REALES
TRANSFERENCIA DE CAPITAL
PASIVOS FINANCIEROS
TOTAL
12810000
155000000
7500000
2000000
28000000
39179000
757489000
− Otros tipos de centrales:
−C. nuclear.
−C. termoeléctrica. (carbón, fuel o gas)
−C. hidroeléctrica.
−C. hidroeléctrica de bombeo.
−C. de gasificación. (Integrada en ciclo combinado)
−C. incineradora de residuos.
−C. solar térmica.
−C. de biomasa.
−C. fotovoltaica.
−C. eólica.
− Bibliografía:
· Enciclopedia Interactiva Microsoft Encarta ´98.
· El Gran Libro de Consulta (EL PAÍS / ALTEA) 1995.
· Folletos y libros del laboratorio de física.
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8
1
2
4
3
Retirada de contenedores al almacén centralizado exterior
PLAN NACIONAL
Política de gestión del combustible gastado
Mina de Uranio
Fabricación de combustible
9
Combustible Gastado
• Piscina
• Almacén temporal en seco
ENRESA
Central Nuclear de Trillo 1
ALTERNATIVAS
10