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Un reactor de piscina , [ 1 ] también llamado reactor de piscina abierta , es un tipo de reactor nuclear que tiene un núcleo (que consta de los elementos combustibles y las barras de control ) sumergido en una piscina abierta, generalmente de agua. [ 2 ]
El agua actúa como moderador de neutrones , refrigerante y escudo contra la radiación. La capa de agua situada directamente sobre el núcleo del reactor protege la radiación de forma tan completa que los operarios pueden trabajar sobre él con seguridad. Este diseño presenta dos ventajas principales: el reactor es fácilmente accesible y todo el sistema de refrigeración primaria, es decir, el agua de la piscina, se encuentra a presión normal. Esto evita las altas temperaturas y presiones de las centrales nucleares convencionales . Los reactores de piscina se utilizan como fuente de neutrones y para la formación, y en raras ocasiones, para el tratamiento de calor, pero no para la generación de energía .
Descripción
Las piscinas abiertas varían en altura de 6 m a 9 m (20' a 30') y diámetro de 1,8 m a 3,6 m (6' a 12'). Algunas piscinas, como la del reactor MAPLE canadiense , son rectangulares en lugar de cilíndricas y suelen contener hasta 416 000 litros (110 000 galones) de agua. La mayoría se construyen sobre el nivel del suelo, pero algunas están total o parcialmente bajo tierra. Existen piscinas de agua ordinaria (ligera) y de agua pesada , así como los llamados diseños de "tanque en piscina", que utilizan agua pesada para la moderación en un pequeño tanque situado dentro de una piscina de agua ligera más grande para la refrigeración. En ocasiones, se colocan salvavidas alrededor de las instalaciones para rescatar al personal que pueda caer a la piscina, lo que contribuye a la apariencia de un entorno similar al de una piscina.
Normalmente, el reactor se carga con combustible de uranio de bajo enriquecimiento (LEU), compuesto por menos del 20 % de U-235 aleado con una matriz como aluminio o circonio . El uranio de alto enriquecimiento (HEU) era el combustible preferido debido a su mayor vida útil, pero se ha eliminado en gran medida de los reactores no militares para evitar problemas de proliferación . Sin embargo, lo más común es utilizar un enriquecimiento del 19,75 %, justo por debajo del 20 % que lo convertiría en uranio de alto enriquecimiento. Los elementos combustibles pueden ser placas o barras con entre un 8,5 % y un 45 % de uranio . Se pueden añadir bloques o placas de berilio y grafito al núcleo, mientras que los reflectores de neutrones y las barras absorbentes de neutrones lo atraviesan para su control. General Atomics, con sede en La Jolla, California, fabrica en Francia los elementos combustibles para reactores TRIGA, destinados a la mayoría de estos reactores en todo el mundo. La refrigeración del núcleo se consigue mediante la convección inducida por el núcleo caliente o, en reactores más grandes, mediante el flujo forzado de refrigerante y los intercambiadores de calor .
En el interior del núcleo o justo al lado se encuentran diversas estaciones para almacenar los objetos que se van a irradiar. Las muestras pueden introducirse en el núcleo desde arriba o transportarse neumáticamente mediante tubos horizontales desde el exterior del tanque, a la altura del núcleo. También se pueden instalar tubos horizontales, vacíos o llenos de helio , para dirigir un haz de neutrones hacia blancos situados a cierta distancia de la sala del reactor.
Aplicaciones
La mayoría de los reactores de investigación son del tipo piscina. Suelen ser diseños de baja potencia y bajo mantenimiento. Por ejemplo, el reactor SLOWPOKE de AECL tiene licencia para funcionar sin supervisión durante un máximo de 18 horas. La terapia de captura de neutrones de boro es otro uso médico.
Véase también
Referencias
- reactores nucleares