tecnología nuclear y operación de centrales nucleares. máster en negocio energético. enerclub

Energía nuclear, electricidad para todos

XXVI MASTER EN NEGOCIO ENERGÉTICOCLUB ESPAÑOL DE LA ENERGÍA

Madrid, 19 de noviembre de 2013

Tecnología Nucleary

Operación de Centrales Nucleares

www.foronuclear.org

Antonio González JiménezDirector de Estudios y Apoyo Técnico

Asociación sin ánimo de lucro creada en 1962Agrupa a las empresas españolas relacionadas con el uso pacífico de

la energía nuclear


¿QUÉ ES EL FORO NUCLEAR?

Representación de la industria nuclear española a nivel nacional einternacional

Informar y fomentar la educación en temas relacionados con la energíanuclear

Potenciar la imagen pública de esta fuente de energía

la energía nuclear

Principales objetivos

www.foronuclear.org

Potenciar la imagen pública de esta fuente de energía

55 socios ordinarios y adheridos : empresas eléctricas españolas,centrales nucleares, empresas de ingeniería y servicios, empresasfabricantes de bienes de equipo, fabricante del combustible nuclear…

Nuestros socios

Introducción

s. V a.C. Demócrito de Abdera propone el término “átomo”para explicar su teoría sobre la composición de la materia

Origen y desarrollo de la energía nuclear (I)

para explicar su teoría sobre la composición de la materia

1803 Dalton propone una nueva teoría (elementos ycompuestos) sobre la constitución de la materia

1869 Mendeleiev ordena los elementos según los pesosatómicos en la “Tabla Periódica”

1895 Röentgen descubre los rayos X

1896 Becquerel descubre que el uranio es radiactivo

www.foronuclear.orgPág. 01

1896 Becquerel descubre que el uranio es radiactivo

1897 Thomson descubre el electrón

1898 Marie Curie descubre el radio y el polonio

Principios s. XX Bohr desarrolla el modelo atómico (unátomo está formado por un núcleo rodeado de electrones)

1903 Pierre y Marie Curie descubren la radiación artificial

1916 Einstein enuncia la “Teoría de la Relatividad”

Origen y desarrollo de la energía nuclear (II)

Introducción

1916 Einstein enuncia la “Teoría de la Relatividad”

1920 Rutherford descubre que las partículas están formadas porprotones y electrones

1932 Chadwick descubre el neutrón

1934 Fermi produce los primeros isótopos radiactivos artificiales

1938 Hahn, Strassman, Meiner y Frisch interpretan la fisión nuclear

1942 Fermi, en la Universidad de Chicago, consigue la reacción


1942 Fermi, en la Universidad de Chicago, consigue la reacciónnuclear en cadena (Chicago Pile 1)

1951 Primera generación de electricidad de origen nuclear

1956 Entra en funcionamiento Calder Hall, primera central nuclearcomercial

MATERIA ~ 10 -9 m ÁTOMO ~ 10-10 m NUCLEO ~ 10-14 m

ESTRUCTURA DE LA MATERIA

Introducción

Átomo


NeutrónElectrón ProtónÁtomo

• La materia está formada por átomos y moléculas que se unen para formar sólidos• Cada átomo está compuesto de un núcleo con carga positiva y unos electrones queorbitan a su alrededor• El núcleo, a su vez, está formado por protones (+) y neutrones

FUNDAMENTOS

Un átomo genera 100 millones de vecesmás energía por fisión nuclear que por

Fundamentos

E = m · c2

más energía por fisión nuclear que porcombustión

Generación de calor proveniente de lapérdida de masa asociada según la reacciónnuclear


Primera reacción nuclear fisión en cadena autosostenida: Chicago 1942Primeros reactores para producir plutonio: Hanford 1944Primer submarino de propulsión nuclear: Nautilus 1955Primer reactor de producción eléctrica: UK Calder Hall 1956: 60 MWe

• Interacciones entre núcleos atómicos, entre núcleos atómicos y partículas elementales, o entre partículas elementales

REACCIONES NUCLEARES – ENERGÍA NUCLEAR

Fundamentos

• Cambian la “identidad” del elemento y la estructura del núcleo.

Fisión nuclear : división de núcleos atómicos pesados


Fusión nuclear:unión de núcleos

atómicos muy ligeros

+ 17,6 MeV

•Los neutrones generados en cada fisión provocan nuevas fisiones

• No es necesaria fuente externa de neutrones para mantener la reacción

REACCIÓN DE FISIÓN EN CADENA

Fundamentos

• No es necesaria fuente externa de neutrones para mantener la reacción


Se produce una gran cantidad de energía

EL URANIO - ISÓTOPOS

Fundamentos

U- 2350,71 %

U- 2340,005 %

U- 23899,28 %


CENTRAL DE PRODUCCIÓN ELÉCTRICA

Tecnología

Central Térmica

Central Nuclear


ITER

TIPOS DE CENTRALES NUCLEARES

Tecnología


¿2100?

• Instalación capaz de iniciar, mantener y controlarreacciones nucleares de fisión en cadena

EL REACTOR NUCLEAR

Tecnología

reacciones nucleares de fisión en cadena

• Dispone de mecanismos adecuados para extraer elcalor generado

CombustibleModeradorRefrigerante


RefrigeranteReflectorBarras de controlBlindaje

PASTILLAS DE COMBUSTIBLE UO 2

Tecnología


ESTRUCTURA DE UN ELEMENTO DE COMBUSTIBLE

Tecnología


Tecnología

ELEMENTO DE COMBUSTIBLE DE UN REACTOR DE AGUA A

PRESIÓN PWR


ESQUEMA GENERAL DE UNA CENTRAL PWR

Tecnología


1 Núcleo del reactor nuclear

2 Barras de control

3 Generador de vapor

4 Presionador

9 Condensador

10 Circuito de refrigeración exterior

11 Edificio de contención

5 Vasija del reactor

6 Turbinas

7 Alternador

8 Bomba de recirculación

Tecnología

VASIJA DE UN REACTOR DE AGUA A PRESIÓN

PWR


Tecnología

ELEMENTO DE COMBUSTIBLE DE UN

REACTOR DE AGUA EN EBULLICIÓN BWR


ESQUEMA GENERAL DE UNA CENTRAL BWR

Tecnología


1 Núcleo del reactor

2 Barras de control

3 Separador de vapor

4 Vapor de agua

5 Vasija del reactor

6 Turbinas

7 Alternador

8 Bomba de recirculación y condensado

9 Condensador

10 Circuito de refrigeración exterior

11 Edificio de contención

Tecnología

VASIJA DE UN REACTOR DE AGUA EN

EBULLICIÓN BWR


VASIJA DE UN REACTOR DE AGUA EN EBULLICIÓN BWR(construcción CN Cofrentes)

Tecnología


Tecnología

VASIJA DE UN REACTOR DE AGUA EN

EBULLICIÓN BWR

(construcción CN Cofrentes)


(construcción CN Cofrentes)

Diseño seguro

LA SEGURIDAD NUCLEAR (I)

Tecnología

Seguridad intrínseca (Coeficientes de reactividad negativos – temperatura, densidad)

Seguridad incorporada (Salvaguardias tecnológicas – Sistemas de seguridad redundantes)


Seguridad a ultranza y defensa en profundidad

Barreras de contención

Edificio de contención

LA SEGURIDAD NUCLEAR (II)

Tecnología

Edificio de contención

Sistema de refrigeración

Vaina del combustible


Barreras de contención

Pastillas de combustible

Las reacciones de fisión nuclear crean productos radiactivos

SINGULARIDADES DE LA ENERGÍA NUCLEAR

Resumen

El reactor siempre produce calor, incluso cuando está parado

El núcleo del reactor tiene una carga de combustible suficiente parafuncionar hasta 2 años a plena potencia (aprovechando sólo el 5% de supotencial)

Regulación muy estricta:Internacional: OIEA. NEA-OCDE, UE-EURATOM


Internacional: OIEA. NEA-OCDE, UE-EURATOMNacional: CSN (>25 inspecciones/año, inspectores residentes…)

Cooperación:Experiencia operativa internacional compartida: WANO/INPONo competencia entre centrales

Muchas gracias


www.foronuclear.org

www.foronuclear.org

@ForoNuclear

tecnología nuclear y operación de centrales nucleares. máster en negocio energético. enerclub

Education