Oct 20, 2017

Características necesarias del terreno para la construcción de un reactor y riesgos sísmicos


Pregunta:
¿Qué características debe poseer el terreno donde se construye un reactor? ¿Qué riesgos tiene un país sísmico?

Nombre: Javier

Actividad: Estudiante de colegio/instituto

Región: Santiago

Respuesta:

Estimado Javier:

Es necesario tener en cuenta distintos factores a la hora de elegir un emplazamiento paral a construcción de una central nuclear y el posterior licenciamiento por el organismo regulador correspondiente. Entre estos están:

  • Factores geológicos y de estabilidad del terreno: Es necesario que la zona no tenga actividad sísmica, de tal manera que el diseño esté preparado para el peor terremoto esperado en la zona.

  • Capacidad de refrigeración suficiente: Todas las centrales eléctricas que emplean turbinas de vapor, tanto las que utilizan combustibles fósiles (gas natural, carbón, fuel-oil) como las nucleares, necesitan de una fuente de agua como refrigerante para producir la condensación del vapor que, al expansionarse en la turbina, mueve el generador y produce energía eléctrica.

  • Suficiente capacidad de líneas de transporte eléctrico para evacuar la energía eléctrica producida en la central.

  • Infraestructuras de transporte adecuadas, tanto para el periodo de construcción (hay que transportar los equipos y sistemas al emplazamiento) como en el de operación de la central, para el acceso tanto en las condiciones de operación normal como en el caso de incidente/accidente.

Para minimizar los riesgos en un país sísmico, antes de la construcción de un reactor se realizan en la zona del emplazamiento estudios detallados por geólogos, vulcanólogos y geofísicos durante un periodo que supera los cinco años. Aun así, las centrales nucleares están diseñadas y preparadas para la eventualidad de un terreno gracias a un diseño robusto, estanco y redundante, unas estructuras reforzadas a base de hormigón con armaduras densas, metales gruesos, uniones flexibles y elementos de contención. De esta forma, en caso de producirse un seísmo, se asegura que las estructuras, sistemas, equipos y componentes lo soportarán, manteniendo la seguridad de la instalación y asegurándose de que no afecta a los trabajadores, la población cercana ni el medio ambiente.

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Condiciones del suelo para la existencia del uranio


Pregunta:
¿Qué condiciones deben tener los suelos para saber si existe uranio?

Nombre: Domingo

Actividad: Profesional del sector energético

Región: República Dominicana

Respuesta:

Estimado Domingo:

La exploración del uranio, como la de cualquier otro mineral metálico o no, es un proceso complejo. En primer lugar hay que pensar que el uranio viene asociado a determinadas formaciones geológicas, como puede ser el granito, por lo que es necesario centrarse en determinadas zonas donde ya se pueda pensar previamente en la existencia de un determinado mineral, en este caso el uranio.

En general se utilizan procedimientos geofísicos, es decir, el uso de métodos físicos y matemáticos para determinar las propiedades físicas de las rocas. Entre estos destacan la fotografía aérea, la gravimetría, la magnetometría, la geosísmica o la aplicación de corrientes eléctricas. Una vez valorada la potencial presencia de un mineral se realizan una serie de perforaciones de las que se extraen testigos a distintas profundidades que se analizan en laboratorio para determinar su composición.

Todas estas campañas de exploración necesitan disponer de recursos económico-financieros y técnicos, así como del conocimiento y la experiencia de personal altamente cualificado.

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El material moderador en la fisión


Pregunta:
¿A qué se debe que en el proceso de fisión se utilice un material moderador?

Nombre: Axel

Actividad: Estudiante de colegio/instituto

Región: Buenos Aires, Argentina

Respuesta:

Estimado Axel:

La fisión nuclear es una reacción nuclear en la que núcleos de átomos pesados, al capturar un neutrón incidente, pueden dividirse en dos fragmentos (raramente en tres) formados por núcleos de átomos más ligeros, llamados productos de fisión, con emisión de neutrones, rayos gamma y un gran desprendimiento de energía.

En una reacción de fisión se producen varios neutrones, que a su vez inciden sobre otros núcleos fisionables, generando así más neutrones que producirán sucesivos choques con otros núcleos. Este efecto multiplicador se conoce como reacción en cadena.

El moderador es uno de los componentes del reactor nuclear, instalación capaz de iniciar, mantener y controlar de forma estable las reacciones de fisión en cadena que tienen lugar en su núcleo.

Los neutrones producidos en la fisión tienen una elevada energía (del orden de 2 MeV) en forma de velocidad. Para que se produzcan nuevos choque conviene disminuir la velocidad (a menos de 1 eV) de modo que aumente la probabilidad de que sean capturados por otro átomo fisionable y no se rompa la reacción en cadena. Para ello es necesario la utilización del moderador.

Se emplean como materiales moderadores el agua ligera (H2O), el grafito y el agua pesada (el agua pesada es D2O; se conoce como pesada ya que tiene un neutrón más que el agua ligera).

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¿Los aparatos de rayos X tienen riesgos para las embarazadas?


Pregunta:
Estoy embarazada y quería saber si pasar objetos por un aparato de rayos x para ver el interior de los bolsos puede ser dañino, especialmente para el bebé

Nombre: María Sevilla

Actividad: Profesional de otros sectores

Región: Castellón

Respuesta:

Estimada María:

Los equipos que se utilizan para verificar el contenido de bolsos, maletas etc. emiten Rayos X de muy baja energía, que no dejan ningún tipo de radiación residual que pueda afectar a las personas que retoman sus objetos. Es igual que si a usted le hacen una Radiografía de tórax por razones médicas. Al salir del gabinete de Rayos X  no se convertirá en una fuente emisora de radiación. Puede estar tranquila en ese sentido, tanto en lo que respecta a su propia seguridad como, por supuesto, a la de su bebé.

Respecto a la radiación y a su posible peligro al exterior de los sistemas de protección laterales, tenga la seguridad de que para autorizar su puesta en funcionamiento debe garantizarse que la radiación que pueda llegar al exterior a través de ella no incremente el fondo de radiación que nos rodea habitualmente, lo que garantiza que el sistema de protección es correcto.

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Riesgos de contaminación durante el transporte de residuos


Pregunta: ¿
El transporte de residuos a "El Cabril" por parte de las centrales nucleares entraña algún peligro de contaminación durante su transporte?

Nombre: Eva

Actividad: Profesional de otros sectores

Región: Albacete, España

Respuesta:

Estimada Eva:

Muchas gracias por confiar en Foro Nuclear para resolver su consulta. 

Tal como indica a través de su web la Empresa Nacional de Residuos Radiactivos (Enresa), esta compañía pública cuenta con una experiencia de más de 25 años en el transporte de residuos de baja y media actividad. Se han realizado más de 4.000 expediciones y recorrido más de 3.000.000 de kilómeros sin incidentes con implicaciones radiológicas. Puede acceder a más información sobre el almacenamiento, transporte, tratamiento y acondicionamiento de los residuos de muy baja, baja y media actividad que se almacenan en la instalación cordobesa de El Cabril en este enlace

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La estructura del átomo y la energía nuclear


Pregunta: 
¿Qué relación hay entre la estructura del átomo y la energía nuclear?

Nombre: Alejandra

Actividad: Estudiante de colegio o instituto

Región: Lima, Perú

Respuesta:

Estimada Alejandra:

Muchas gracias por confiar en Foro Nuclear para resolver tu consulta. 

El núcleo de los átomos fue descubierto por Rutherford en 1911 a partir del análisis de partículas alfa emitidas por los átomos. A partir de 1932, con el descubrimiento del neutrón por Chadwick y con las reacciones llevadas a cabo por los esposos Joliot-Curie, el núcleo empieza a tener verdadera importancia.

El núcleo tiene dimensiones muy reducidas. Ocupa la parte central del átomo, donde residen toda la carga positiva y casi la totalidad de la masa atómica. Está formado fundamentalmente por protones y neutrones. Los protones tienen una carga positiva cuantitativamente igual a la del electrón. Los neutrones son eléctricamente neutros.

A las partículas del núcleo se les llama nucleones. Las fuerzas que mantienen unidas las partículas del núcleo entre sí, y que incluso vencen a las de repulsión electrostática entre los protones, son unas fuerzas de naturaleza desconocida y corto alcance que solo aparecen en el interior de los núcleos y que se conocen como fuerzas nucleares.

El número atómico de un elemento químico es el número total de protones que tiene el núcleo de cada átomo de ese elemento. Los átomos de diferentes elementos tienen distintos números de electrones y protones. Un átomo en sus estado natural es neutro, lo que significa que tiene un número igual de electrones y protones.

Un átomo de sodio tiene el número atómico 11: posee 11 electrones y 11 protones. Un átomo de uranio, con el número atómico 92, posee 92 electornes y 92 protones en su núcleo.

La energía nuclear es la que se obtiene al producir una reacción de fisión nuclear, donde un núcleo pesado es bombardeado con neutrones, lo que hace que se convierta en inestable y se descomponga en dos núcleos cuyos tamaños son del mismo orden de magnitud. El resultado es un gran desprendimiento de energía (en forma de calor y energía cinética) y la emisión de dos o tres neutrones.

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Terrenos adecuados para construir almacenamientos geológicos profundos


Pregunta: 
Me gustaría saber qué tipos de terrenos son los más adecuados para realizar un depositorio nuclear (Almacenamiento Geológico Profundo)

Nombre: Manuel

Actividad: Estudiante universidad

Región: Pontevedra, España

Respuesta:

Estimado Manuel:

Muchas gracias por confiar en Foro Nuclear para resolver tu consulta. 

En referencia a tu pregunta sobre AGP, las instalaciones de almacenamiento definitivo para residuos de alta actividad, básicamente el combustible irradiado, cuya operación no se contempla hasta la segunda parte del presente siglo, son singulares respecto a otras instalaciones nucleares. La singularidad radica en la falta de un objetivo para utilizar los materiales radiactivos que contienen, y en que solo pierden su peligrosidad potencial cuando los isótopos han decaído suficientemente de forma natural. Estas instalaciones son de carácter pasivo, y en ellas la probabilidad de un accidente de iniciación interna es escasa, mientras que los inducidos desde el exterior deben ser minimizados por las barreras múltiples de ingeniería que se interponen entre los residuos y el medio ambiente.

Esto se consigue con una adecuada elección del emplazamiento y mediante el diseño y ejecución de su construcción, además de la vigilancia institucional establecida.

Las formaciones geológicas se eligen en base a sus características históricamente conocidas, y habitualmente son de tres tipos diferentes:

Evaporíticas: formaciones salinas
Sedimentarias: formaciones arcillosas
Cristalinas: formaciones graníticas o tobas volcánicas

En lo que respecta al diseño del sistema de almacenamiento (galerías de mina, con pozos verticales y galerías transversales a profundidades de entre 500 y 1000 metros), depende de la formación geológica receptora, existiendo diferencias en los aspectos de ingeniería y tecnología del plan de diseño y construcción, en función del histórico de sismicidad, de la capacidad de penetración de aguas superficiales o existencia de acuíferos subterráneos a mayor profundidad, de la línea del nivel freático, etc.

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Traspaso del combustible irradiado en piscinas a almacenes en seco


Pregunta: 
Tengo una duda sobre el almacenamiento temporal en las centrales nucleares. Una vez se llenan las piscinas, ¿se llevan los combustibles utilizados a los almacenamientos temporales de la central, en caso de tenerlos?

Nombre: Manuel

Actividad: Estudiante universidad

Región: Pontevedra, España

Respuesta:

Estimado Manuel:

Muchas gracias por confiar en Foro Nuclear para resolver tu consulta. 

En referencia a tu última consulta sobre las piscinas de combustible, al realizar la parada de recarga de combustible en una central nuclear tras el ciclo de operación correspondiente, los elementos combustibles irradiados que se extraen (alrededor de una tercera parte de los que conforman el núcleo del reactor) siempre se almacenan en primer lugar en las piscinas de combustible irradiado que a ese efecto existen en las instalaciones de la central.

Una vez que, como mínimo, hayan transcurrido cinco años de permanencia en las mismas (con el objeto del decaimiento de los elementos radiactivos contenidos en los elementos combustibles irradiados y del enfriamiento de éstos), se trasladan al almacén temporal individualizado ATI (en el caso de su existencia -por ejemplo, en el parque nuclear español disponen de un ATI las centrales de Trillo y Ascó, además de la de José Cabrera que se encuentra en proceso de desmantelamiento, y están en el proceso de su construcción las centrales de Almaraz, Cofrentes y Santa María de Garoña-), donde se almacenan en contenedores metálicos o de hormigón en seco, en los que permanecerán hasta su traslado al Almacén Temporal Centralizado ATC, una vez que éste haya comenzado su funcionamiento.

De esta forma, se libera capacidad de almacenamiento en las piscinas de combustible para otros combustibles irradiados que se extraigan del núcleo del reactor en sucesivas paradas de recarga.

 

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Aplicaciones y usos de la fusión nuclear


Pregunta: 
¿Qué aplicaciones y usos tiene la fusión?

Nombre: José Luis Muñoz Pérez

Actividad: Estudiante colegio/instituto

Región: Nicaragua

Respuesta:

Estimado José Luis:

Muchas gracias por confiar en Foro Nuclear para resolver tu consulta. 

Las aplicaciones de la fusión se orientan, hoy por hoy, exclusivamente a la producción de la electricidad. Pero por ahora lo que existe son reactores experimentales de investigación como el ITER, que se construye en Cadarache, Francia.

El ITER, que se puede considerar el mayor proyecto científico de investigación energética del mundo, y en el que participan siete socios (Unión Europea, Japón, Rusia, India, Estados Unidos, China y Corea del Sur) pretende demostrar que es posible tecnológicamente utilizar la fusión nuclear como fuente de energía, del mismo modo que se genera en el sol o en las estrellas. Por el momento, es una máquina de investigación, una máquina experimental que cuenta con cooperación internacional para lograr una nueva fuente de energía.

Respecto a las aplicaciones de la fisión, es decir, las aplicaciones actuales de la tecnología nuclear, se pueden observar de forma visual algunas de ellas en esta sencilla infografía.

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La exploración del uranio


Pregunta: 
¿Se puede encontrar uranio en medio del campo con un monitor de contaminación? ¿Y con un dosímetro?

Nombre: Josep

Actividad: Estudiante universidad

Región: Tarragona, España

Respuesta:

Estimado Josep:

Muchas gracias por confiar en Foro Nuclear para resolver tu consulta. 

En referencia a tu pregunta, la exploración del uranio, como la de cualquier otro mineral metálico o no, es un proceso mucho más complejo que la simple utilización de un monitor de contaminación o un dosímetro.

En primer lugar, hay que pensar que el uranio viene asociado a determinadas formaciones geológicas, como puede ser el granito, por lo que es necesario centrarse en determinadas zonas donde ya se pueda pensar previamente en la existencia de un determinado mineral, en este caso mineral de uranio.

En general, se utilizan procedimientos geofísicos, es decir, el uso de métodos físicos y matemáticos para determinar las propiedades físicas de las rocas. Entre estos destacan la fotografía aérea, la gravimetría, la magnetometría, la geosísmica o la aplicación de corrientes eléctricas.

Una vez valorada la potencial presencia de un mineral, se realizan una serie de perforaciones de las que se extraen testigos a distintas profundidades que se analizan en laboratorio para determinar su composición.

Todas estas campañas de exploración necesitan disponer de grandes recursos económico-financieros y técnicos, así como del conocimiento y la experiencia de personal altamente cualificado.

Esperamos haber aclarado tus dudas.

 

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