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Operación de Centrales Nucleares

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Curso de Energía para Medios de la Comunicación ofrecido por D. Antonio González Jiménez, del Foro de la Industria Nuclear Española, y celebrado en el Club Español de la Energía el 27 de mayo de 2014

Publicado en: Medio ambiente
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Operación de Centrales Nucleares

  1. 1. www.foronuclear.org Antonio González Jiménez Director de Estudios y Apoyo Técnico Energía nuclear, electricidad para todos CLUB ESPAÑOL DE LA ENERGÍA ASOCIACIÓN DE PERIODISTAS DE INFORMACIÓN ECONÓMICA Curso de Energía para Medios de Comunicación Madrid, 27 de mayo de 2014 Operación de Centrales Nucleares
  2. 2. Energía nuclear, electricidad para todos ¿QUÉ ES EL FORO NUCLEAR? www.foronuclear.org Foro Nuclear, asociación sin ánimo de lucro creada en 1962, agrupa a las empresas españolas relacionadas con el uso pacífico de la energía nuclear Entre nuestros socios las principales empresas del sector energético y relacionadas con la energía nuclear Misión: Normalizar el debate sobre la contribución de las centrales nucleares españolas a la generación eléctrica, en el marco de un modelo energético sostenible y coherente con la política de la UE
  3. 3. Pág. 01 ENERGÍA NUCLEAR EN EL MUNDO Introducción Fuente: OIEA y elaboración propia. Datos mayo 2014 www.foronuclear.org
  4. 4. Pág. 02 LAS INSTALACIONES NUCLEARES ESPAÑOLAS Introducción www.foronuclear.org
  5. 5. Pág. 03 REALIDAD DE LA ENERGÍA NUCLEAR EN ESPAÑA • 8 reactores en 6 emplazamientos • 7864,7 MW de potencia instalada: 7,27% del total • 56.743,39 GWh producidos en 2013: 19,76% del total • Evita la emisión anual de entre 30 y 40 millones de toneladas de CO2 • Genera más del 35% de la electricidad libre de emisiones • Evita la importación de 100 millones de barriles de petróleo anuales • Más de 30.000 puestos de trabajo directos e indirectos • 250 años·reactor de experiencia operativa acumulada Introducción www.foronuclear.org
  6. 6. www.foronuclear.orgPág. 04 Fundamentos s. V a.C. Demócrito de Abdera propone el término “átomo” para explicar su teoría sobre la composición de la materia 1803 Dalton propone una nueva teoría (elementos y compuestos) sobre la constitución de la materia 1869 Mendeleiev ordena los elementos según los pesos atómicos en la “Tabla Periódica” 1895 Röentgen descubre los rayos X 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 (un átomo está formado por un núcleo rodeado de electrones) Origen y desarrollo de la energía nuclear (I)
  7. 7. www.foronuclear.orgPág. 05 1903 Pierre y Marie Curie descubren la radiación artificial 1916 Einstein enuncia la “Teoría de la Relatividad” 1920 Rutherford descubre que las partículas están formadas por protones 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 nuclear en cadena (Chicago Pile 1) 1951 Primera generación de electricidad de origen nuclear 1956 Entra en funcionamiento Calder Hall, primera central nuclear comercial Origen y desarrollo de la energía nuclear (II) Fundamentos
  8. 8. www.foronuclear.orgPág. 06 NeutrónElectrón MATERIA ~ 10-9 m ÁTOMO ~ 10-10 m NUCLEO ~ 10-14 m 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 que orbitan a su alrededor • El núcleo, a su vez, está formado por protones (+) y neutrones ESTRUCTURA DE LA MATERIA Fundamentos
  9. 9. Pág. 07 FUNDAMENTOS E = m · c2 Un átomo genera 100 millones de veces más energía por fisión nuclear que por combustión Generación de calor proveniente de la pérdida de masa asociada según la reacción nuclear Fundamentos www.foronuclear.org
  10. 10. Pág. 08 • Interacciones entre núcleos atómicos, entre núcleos atómicos y partículas elementales, o entre partículas elementales • Cambian la estructura del núcleo y la “identidad” del elemento REACCIONES NUCLEARES – ENERGÍA NUCLEAR Fundamentos Fisión nuclear: división de núcleos atómicos pesados Fusión nuclear: unión de núcleos atómicos muy ligeros + 17,6 MeV www.foronuclear.org
  11. 11. Pág. 09 • Los neutrones generados en cada fisión provocan nuevas fisiones • No es necesaria fuente externa de neutrones para mantener la reacción Se produce una gran cantidad de energía REACCIÓN DE FISIÓN EN CADENA Fundamentos www.foronuclear.org
  12. 12. Pág. 10 U- 235 0,71 % U- 234 0,005 % U- 238 99,28 % EL URANIO - ISÓTOPOS Fundamentos www.foronuclear.org
  13. 13. Central Térmica Central Nuclear Pág. 11 CENTRAL DE PRODUCCIÓN ELÉCTRICA Tecnología www.foronuclear.org
  14. 14. Pág. 12 ¿2100? ITER TIPOS DE CENTRALES NUCLEARES Tecnología www.foronuclear.org
  15. 15. Pág. 13 • Instalación capaz de iniciar, mantener y controlar reacciones nucleares de fisión en cadena • Dispone de mecanismos adecuados para extraer el calor generado Combustible Moderador Refrigerante Reflector Barras de control Blindaje EL REACTOR NUCLEAR Tecnología www.foronuclear.org
  16. 16. Pág. 14 PASTILLAS DE COMBUSTIBLE UO2 Tecnología www.foronuclear.org
  17. 17. Pág. 15 ESTRUCTURA DE UN ELEMENTO DE COMBUSTIBLE Tecnología www.foronuclear.org
  18. 18. www.foronuclear.orgPág. 16 ELEMENTO DE COMBUSTIBLE DE UN REACTOR DE AGUA A PRESIÓN PWR Tecnología
  19. 19. Pág. 17 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 www.foronuclear.org
  20. 20. www.foronuclear.orgPág. 18 VASIJA DE UN REACTOR DE AGUA A PRESIÓN PWR Tecnología
  21. 21. Pág. 19 ELEMENTO DE COMBUSTIBLE DE UN REACTOR DE AGUA EN EBULLICIÓN BWR Tecnología www.foronuclear.org
  22. 22. Pág. 20 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 ESQUEMA GENERAL DE UNA CENTRAL BWR Tecnología www.foronuclear.org
  23. 23. www.foronuclear.orgPág. 21 VASIJA DE UN REACTOR DE AGUA EN EBULLICIÓN BWR Tecnología
  24. 24. Pág. 22 VASIJA DE UN REACTOR DE AGUA EN EBULLICIÓN BWR (construcción CN Cofrentes) Tecnología www.foronuclear.org
  25. 25. Pág. 23 VASIJA DE UN REACTOR DE AGUA EN EBULLICIÓN BWR (construcción CN Cofrentes) Tecnología www.foronuclear.org
  26. 26. Pág. 24 Diseño seguro 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 LA SEGURIDAD NUCLEAR (I) Tecnología www.foronuclear.org
  27. 27. Pág. 25 Barreras de contención Edificio de contención Sistema de refrigeración Vaina del combustible Pastillas de combustible LA SEGURIDAD NUCLEAR (II) Tecnología www.foronuclear.org
  28. 28. Pág. 26 LA GESTIÓN DE LOS RESIDUOS RADIACTIVOS (I) Plan General de Residuos Radiactivos (PGRR) • Instalación para la disposición final de los residuos de media y baja actividad en el almacén de El Cabril (Córdoba) Tecnología www.foronuclear.org
  29. 29. Pág. 27 LA GESTIÓN DE LOS RESIDUOS RADIACTIVOS (II) Piscina de elementos combustibles irradiadosInterior del ATI de Trillo. Contenedores metálicos • El combustible irradiado se almacena de forma segura en las propias centrales nucleares, bien en piscinas o en almacenes en seco Tecnología www.foronuclear.org Plan General de Residuos Radiactivos (PGRR)
  30. 30. Pág. 28 EL ALMACÉN TEMPORAL CENTRALIZADO (ATC) (ATC Habog en Holanda) El ATC es una instalación industrial diseñada para guardar en un único almacén el combustible gastado y los residuos radiactivos de alta actividad de España Tecnología www.foronuclear.org
  31. 31. Pág. 29 Las reacciones de fisión nuclear crean productos radiactivos SINGULARIDADES DE LA ENERGÍA NUCLEAR El reactor siempre produce calor, incluso cuando está parado El núcleo del reactor tiene una carga de combustible suficiente para funcionar hasta 2 años a plena potencia (aprovechando sólo el 5% de su potencial) Regulación muy estricta: Internacional: OIEA. NEA-OCDE, UE-EURATOM Nacional: CSN (>25 inspecciones/año, inspectores residentes…) Cooperación: Experiencia operativa internacional compartida: WANO/INPO No competencia entre centrales Resumen www.foronuclear.org
  32. 32. Muchas gracias Energía nuclear, electricidad para todos www.foronuclear.org @ForoNuclear www.foronuclear.org

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