Conceptes Clau de l'Energia Nuclear: Fissió, Fusió i Centrals

La Central Nuclear: Funcionament i Components

Combustible Nuclear

Un combustible nuclear és qualsevol material que conté isòtops capaços d'experimentar una reacció en cadena que pugui ser controlada en un reactor.

L'Urani: Composició i Isòtops

L'urani és un material que es troba en la pecblenda, un mineral que es troba en quantitats limitades en algunes roques volcàniques i sedimentàries. L'urani és una substància metàl·lica pesant, sòlida i radioactiva de color gris platejat, format per tres isòtops que es distribueixen així:

• Urani-234
• Urani-235 (el més utilitzat)
• Urani-238

La Fissió Nuclear

La fissió nuclear és una reacció en què es bombardeja un nucli pesant amb neutrons i es transforma en dos nuclis més lleugers. Les dues característiques principals de la fissió són:

• 1 kg d'Urani-235 allibera 18,7 milions de kWh en forma de calor.
• L'inici de la reacció allibera una mitjana de 2,5 neutrons dels nuclis fissionats per cada neutró absorbit per l'Urani-235.

Obtenció de Combustible per a Fusió

Perquè es produeixi la unió dels àtoms (fusió) és necessari que els seus nuclis tinguin la mínima força de repulsió. Això només s'aconsegueix amb els àtoms molt lleugers, com els d'hidrogen. Els seus isòtops principals són el deuteri i el triti:

• Deuteri: No és radioactiu i es troba de forma natural i pràcticament il·limitada a la natura. En l'hidrogen de l'aigua del mar representa un 0,015%.
• Triti: És radioactiu i no es troba de forma natural, però és fàcil de produir a partir del liti, molt abundant en l'aigua.

Avantatges de la Fusió Nuclear

La fusió nuclear és un recurs potencial a gran escala que pot ser molt útil:

• Els combustibles primaris són barats.
• La tecnologia és segura i no presenta riscos ni per a la salut ni per al medi ambient.
• La radioactivitat de l'estructura pot ser minimitzada triant amb cura els materials.

Definicions de Centrals Elèctriques

Definició de Central Elèctrica

Una central elèctrica és una instal·lació capaç de convertir l'energia mecànica en electricitat.

Definició de Central Tèrmica

Una central tèrmica és una instal·lació complexa on l'energia tèrmica es transforma en electricitat.

Components de l'Aprofitament Tèrmic

En una central tèrmica convencional, l'aprofitament tèrmic es basa en els següents elements:

• L'alimentador s'encarrega de proporcionar el combustible que s'ha de cremar.
• El fogar és un recinte tancat on es crema el combustible.
• El conducte de fums condueix els fums fins a l'exterior a través de la xemeneia.

La Central Nuclear: Funcionament

Una central nuclear és un tipus de central tèrmica on la caldera és substituïda per un reactor nuclear. El procés es divideix en les següents etapes:

1. Reactor: S'hi produeixen les reaccions nuclears (fissió).
2. Generador de vapor: La calor generada s'utilitza perquè l'aigua entri en ebullició i es transformi en vapor.
3. Turbina: Produeix electricitat a partir del vapor generat.
4. Condensador: Es refreda el vapor i es torna a convertir en aigua per reiniciar el cicle.