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Se que es una pregunta muy genérica, que puedo encontrar la respuesta fácilmente en cualquier sitio. Pero buscando por Internet y documentales, aún no he encontrado una respuesta especifica sobre el funcionamiento del interior de un reactor nuclear. Me explico: Lo que me interesa saber es que hace un reactor, que partes y componentes tiene, para hacer que el uranio, plutonio... (o lo que use), empiece la reacción en cadena (o si es que éste lo hace ya naturalmente). También en que estado se encuentra este material, si es sólido o líquido, y si tiene que ver con el colorido fosforescente típico. Resumiendo, que se que la vasija de un reactor contiene el combustible,que éste hace una reacción que produce calor y calienta agua que genera vapor.. blablabla, lo que explican en todas partes. Pero me interesa saber como es realmente todo esto por dentro. Y ya si alguien sabe donde encontrar fotos de todo esto, sería el premio. :P |
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Para esto te dejo un fantástico video en ingles que creo que te servirá de ayuda. En términos generales: El combustible se encuentra encerrado y sumergido en refrigerante, y a este se lo bombardea desde una fuente de neutrones para iniciar una reacción en cadena en la que se liberan a su vez mas neutrones... Otro componente indispensable son las barras de control, empleadas para frenar la reacción en cadena si es necesario. Acaban de postear en Amazings algo que tal vez te interese: Un video de una representación de la reacción en cadena hecha a partir de ratoneras y pelotas de ping pong. http://amazings.es/2011/05/04/fision-nuclear-para-dummies/ Si, si así se entiende perfectamente la reacción en cadena. Pero mi pregunta, es a la práctica, como hacemos esto. La teoría (así por encima, y dentro de lo que mi ignorancia permite) ya la entiendo. Mi pregunta es, como es o como se hace para tener y almacenar neutrones, y como lo hacemos para luego "tirarlos" al Uranio/Plution/loquesea para generar esa reacción en cadena. Lo que pretendo saber y conocer, no es que hace la fisión o como se produce. Lo que pretendo saber y conocer es como llegamos a hacerlo. Como son las máquinas que lo hacen. Es que es una pregunta tal vez un poco rara. Disculpad. 1
¿Máquinas? No. La fisión es espontánea. El Uranio 235 emite neutrones de forma espontánea. Lo que se hace es meterlo en un moderador para que los neutrones rápidos se conviertan en térmicos y puedan favorecer la fisión. Esto lo expliqué con más detalle en http://www.migui.com/ciencias/fisica/principios-fisicos-de-la-fision-nuclear.html |
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una explicacion muy poco formal pero yo por lo menos lo veo asi Metes pastillas de uranio 235 dentro de la varillas de combustible y la varillas las metes en el reactor, pero antes de esto metes las barras de control (son, por asi decirlo, los frenos del reactor, por estar hechas de un material que absorbe neutrones, creo que lo normal es que sean de boro recubierto de grafito), el uranio 235 es inestable, su nucleo emite neutrones de forma espontanea (por eso se inserta en presencia de un absorbente de neutrones). Ademas, el nucleo esta lleno de agua a presion, este agua cumple dos funciones, transportar el calor, que por estar a presion no entra en ebullicion a los 100 grados centigrados, se mantiene liquida hasta los 285 grados y al hacerla circular calienta agua que esta en un circuito diferente, que es la que movera las turbinas (de ese modo el agua del nucleo, que recibio radiacion no sale de su circuto), la segunda funcion del agua es hacer que los neutrones "frenen" para que de ese modo sean mas eficaces de cara a provocar una fision de uno de los nucleos. Bueno una vez que tenemos todo en estado inicial: combustible cargado, varillas de control insertadas y agua, el reactor no hace nada, esta "apagado", en el momento que queramos iniciar la reaccion nuclear solo tenemos que retirar las varillas de control y al desaparecer ese elemento que absorbe neutrones se dispara la probabilidad de que un neutron impacte sobre un nucleo de uranio, lo cual, probocara que el atomo se rompa emitiendo mas neutrones y asi tenemos la reaccion en cadena, si queremos "parar" el reactor volvemos a insertar las varas de control, pero ojo, puse "parar" porque realmente no estas parando nada, lo que estas es evitando que exista una enorme cantidad de neutrones rompiendo nucleos atomicos dentro del reactor pero eso no significa que este parado realmente, no es como un coche al girar la llave, las reacciones se siguen dando (en menor medida, pero siguen dandose) por lo que el reactor seguira necesitando refrigeracion. Como decia Einstein, no es mas que una forma muy complicada de hervir agua perdon por las faltas de ortografia, corregi algunas te dejo dos links que me ayudaron bastante Vale, era algo tan simple como que no lanzamos nosotros neutrones al Uranio, si no que es el propio uranio que, sino hacemos nada, ya hace esa reacción, por su inestabilidad. Es decir, que el que se llame reactor, no significa que sea un aparato que hace algo con el Uranio, es simplemente un "sitio" donde tener el Uranio controlado. Con las barras, controlas que no haga reacción. Sin ellas, dejas que haga reacción. Sigo teniendo numerosas dudas acerca del funcionamiento de todo; aunque la teórica de la fisión ya la tengo clara (dentro de lo que puedo), sigo teniendo dudas sobre ello ,pero lo tengo ahora mucho más claro. Se me iba la pinza pensando cosas raras sobre un reactor nuclear, cuando es mucho más sencillo de lo que me pensaba. Muchas gracias por vuestras respuestas. El amigo mr_centurio lo ha explicado bastante bien, pero hay errores: 1º El uranio 235 no es un emisor de neutrones espontáneo!! En un reactor hay diversas fuentes de neutrones, como el Californio, el Antimonio-Berilio o el Radio-Berilio/Deuterio, pero hay que dejar claro que el uranio-235 no es una fuente. 2º Cuando insertas las barras de control sí que estas eliminando todas las fisiones (bueno excepto las de los neutrones retardados pero estas se mantienen durante muy poco tiempo). El reactor hay que mantenerlo refrigerado por el calor que emiten las desintegraciones de los productos de fisión (recordemos que son radiactivos) citando el post que te recomende leeer: "La lógica del invento resulta bastante sencilla. Hemos quedado en que la mera acumulación de un material fisible como el uranio-235 inicia espontáneamente una reacción en cadena, cuya intensidad depende fundamentalmente del enriquecimiento y de la densidad; esta reacción se produce porque los neutrones emitidos en cada fisión espontánea pueden alcanzar otros átomos de uranio-235, haciéndolos fisionar a su vez, y así sucesivamente. " La mayoria de los elementos que citas aparecen el interior de las barras de combustible como isotopos inestables como producto de las fisiones que se dan, pero no son introducidos en el reactor voluntariamente. Lee sobre masa critica |
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Hay varios tipos de fuentes de neutrones: Al amigo mr_centurio: El U-235 es un emisor alfa. Cabe la posibilidad de 1 entre 100 millónes de que emita un neutrón (aparte de la fisión, pero ya hemos dicho que necesitamos el primer neutrón para que eso ocurra), pero no es la forma práctica con la que se utiliza en un reactor nuclear. Y creo que es lo que está preguntando ivanvihe. Saludos. |
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Esto no es un foro así que esta es mi última respuesta en este tema ya que en mi opinión la respuesta que dí, junto con los links mios y de migui son suficientes para que se comprenda la puesta en marcha de una reacción en cadena sostenida, sea el reactor nuevo o de segunda mano. Solo tengo que responder a PargasJedi que : La primera reacción nuclear en cadena auto sostenida y controlada si hizo con Uranio-235 como combustible. Que el famoso corazón del demonio se activó de forma espontánea mientras lo manipulaban, sin acercarle ninguna otra fuente radiactiva ya que tanto el uranio como el plutonio inician la reacción en cadena al alcanzar su masa critica (y tanto uranio como plutonio comienzan su cadena de desintegración con reacciones alfa) llamándose a estos accidentes: accidentes de criticidad. Lo único que necesitas para iniciar una reacción en cadena auto sostenida es alcanzar la masa critica, nada más, pero será incontrolada, un emisor de neutrones solo te servirá para que alcances el estado de masa crítica con menos material fisible. PargasJedi si no me crees, mete 400kg de Uranio-235 al 5% en la piscina mas cercana a tu casa, a ver si el agua se pone a hervir o no (si es una bola compacta de 52 Kg de Uranio también te servirá o una bola de unos 10 Kg de plutonio). Saludos (¿algún moderador podría poner esto como comentario por favor?, no quisiera que constase como respuesta porque es mas una respuesta a un comentario, no a la pregunta inicial y si puede migui aclarar el tema del inicio del reactor ¿necesita algo mas que el combustible?) Está bien, es cierto que no es el sitio para ponerse a discutir sobre si para iniciar una reacción de fisión se necesitan fuentes o no, el caso es que el señor que hizo la pregunta no se refería al proyecto Manhatan, sino a reactores de centrales nucleares. Y te puedo asegurar que los reactores actuales de las centrales nucleares necesitan fuentes de neutrones (aún siendo masa crítica). |
