Reactor de agua pesada generador de vapor

El reactor de agua pesada generador de vapor ( SGHWR , por sus siglas en inglés) fue un diseño británico para reactores nucleares comerciales . Utiliza agua pesada como moderador de neutrones y agua ligera normal como refrigerante. El refrigerante hierve en el reactor, como en un reactor de agua en ebullición , e impulsa las turbinas de vapor de extracción de energía .

Un único prototipo del diseño, el  "Reactor Winfrith" de 100 MWe, se conectó a la red eléctrica en 1967 y funcionó hasta 1990.  En 1974 se seleccionó un diseño comercial de mayor tamaño, con una potencia nominal de 650 MWe, como base para la construcción de futuros reactores en el Reino Unido, pero la disminución del consumo de electricidad provocó que esta decisión se revirtiera en 1976 y nunca se construyó ningún modelo de producción.

El SGHWR figuraba entre varios diseños similares, entre los que se incluyen la central nuclear de Gentilly en Quebec , derivada del CANDU , el reactor de prueba avanzado de Fugen en Japón y el reactor CIRENE en Italia , que nunca llegó a entrar en funcionamiento . Estos diseños difieren del diseño base del CANDU, que utiliza agua pesada como refrigerante y moderador.

El SGHWR supuso un cambio con respecto a los diseños británicos anteriores, que utilizaban grafito como moderador y dióxido de carbono como refrigerante. El Magnox original fue diseñado para funcionar con uranio natural , pero el posterior Reactor Avanzado Refrigerado por Gas (AGR) abandonó esta opción por diversas razones, utilizando en su lugar uranio poco enriquecido.

Aunque el Magnox fue técnicamente exitoso, resultó costoso. Para futuros pedidos, se estudiaron varios conceptos de diseño de reactores alternativos a principios de la década de 1960. Como parte de este programa, se construyó un prototipo de 100 megavatios eléctricos (MWe) del SGHWR en Winfrith en la década de 1960 y se conectó a la red en 1967. A menudo se le conoce simplemente como el "Reactor de Winfrith". Los otros diseños produjeron prototipos a subescala similares del Reactor de Alta Temperatura , también en Winfrith, el AGR derivado del Magnox en Windscale y el Reactor Rápido Prototipo en Dounreay . 

Este concurso seleccionó finalmente el diseño AGR, y a finales de la década de 1960 se inició la construcción de varios reactores AGR. Estos pronto presentaron problemas, y a principios de la década de 1970 el diseño se consideró un fracaso. En 1974,  se seleccionó una versión más grande del SGHWR con una potencia de diseño de 650 MWe para la construcción de futuras centrales eléctricas. En 1976, esta decisión se revirtió debido a la combinación de una fuerte caída prevista en la demanda de electricidad, costos superiores a los esperados y la falta de un potencial de exportación evidente en un mercado nuclear en contracción. Dado el número limitado de nuevos reactores previstos para el futuro, se seleccionaron versiones modificadas del AGR en lugar del SGHWR, ya que no se requería un mayor esfuerzo de desarrollo.

El reactor Winfrith permaneció operativo y se utilizó para una amplia variedad de propósitos hasta que cesó su funcionamiento en octubre de 1990, tras 23 años de operación. A partir de 2019Está en proceso de desmantelamiento por Magnox Ltd en nombre de la Autoridad de Desmantelamiento Nuclear . ^{[ 1 ]} Entre 2022 y 2024, 1068 bidones de residuos radiactivos fueron transportados en tren al Depósito de Residuos de Bajo Nivel . El material era originalmente residuo de nivel intermedio , pero se había desintegrado hasta convertirse en residuo de bajo nivel mientras estaba almacenado en Winfrith. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

El reactor SGHWR es similar a los reactores CANDU canadienses en que utiliza un recipiente de baja presión que contiene el moderador y tuberías de alta presión para el refrigerante. Esto reduce la cantidad total de agua pesada, que es costosa, y la complejidad del recipiente del reactor, lo que a su vez reduce los costos y la complejidad de la construcción.

Se diferencia en que utiliza agua ligera ordinaria como refrigerante, mientras que CANDU también utiliza agua pesada. El agua ligera reduce la economía neutrónica hasta el punto en que el uranio natural ya no puede utilizarse como combustible. La capacidad de funcionar con uranio natural se consideró una gran ventaja en la década de 1960, ya que parecía que la demanda de enriquecimiento superaría la oferta. Para la década de 1970, era evidente que el suministro de combustible no iba a ser un problema, y ​​el uso de combustible sin enriquecer ya no era un objetivo de diseño principal. El uso de un ligero enriquecimiento conduce a una mayor quema y a ciclos de combustible más económicos, compensando los ahora bajos costos del enriquecimiento.

Durante este periodo, se exploró la idea de utilizar agua pesada como moderador y agua ligera como refrigerante en varios diseños. La central nuclear Gentilly-1 de Quebec empleó la misma solución, pero no tuvo éxito y se clausuró tras una corta vida útil. El reactor de pruebas avanzado Fugen de Japón sufrió un destino similar. El diseño italiano CIRENE , ubicado en la central nuclear Latina , se construyó pero nunca entró en funcionamiento. El último intento de utilizar este diseño básico fue el moderno reactor CANDU avanzado de principios de la década de 2000, pero su desarrollo se interrumpió sin que se construyera ningún ejemplar.

• Operaciones del emplazamiento de RSRL Winfrith
• Reactor de agua pesada generador de vapor (SGHWR): El capítulo final , Magnox, 2015
• Reactores de agua pesada: estado actual y desarrollo previsto , OIEA, 2002