Si los portaaviones y los submarinos pueden tener plantas de energía nuclear dentro de ellos, ¿por qué no hay plantas de energía micro-nuclear en tierra?

Answer 1

Jaja … creo que subestimas el tamaño de estos vasos.

Este es un submarino de ataque rápido de clase Virginia que funciona con un reactor nuclear S9G a bordo.

Y efectivamente, no es algo que yo llamaría pequeño.

Este es un corte del submarino, en caso de que estés luchando por encontrar el reactor, está justo en el medio de la embarcación en su propio compartimento y se parece a una caldera gigante.

Pues porque lo es.

El S9G es un reactor de agua a presión, lo que técnicamente significa bombear agua altamente a presión en el reactor, después de lo cual fluirá a un generador de vapor donde se genera vapor para alimentar las turbinas eléctricas.

Todo eso requiere un compartimento lleno de aproximadamente 25-30 pies.

No solo necesita todas estas estructuras y sistemas en su lugar, también necesita agregar capas gruesas de protección contra la radiación para proteger a la tripulación de absorber una dosis letal de radiación mientras están a bordo de la nave.

Así es como se ve el núcleo de un reactor en un submarino:

Intentaron hacerlo lo más pequeño posible mientras producían suficiente energía, y eso es lo mejor.

Y también: es un buque de guerra . Se espera que se dañe para que se agreguen más protecciones y mecanismos a prueba de fallas, de modo que incluso si el barco está dañado, el reactor no será inmediatamente peligroso.

En general, no los consideraré pequeños.

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Lo mismo ocurre con un portaaviones.

Este es el nuevo portaaviones de clase Gerald R. Ford . Para alimentar a la gigantesca embarcación con suficiente potencia para conducir sus motores, el corazón (s) de la nave son dos reactores nucleares A1B.

La vista de los reactores en sí no está disponible, sin embargo, no tengo absolutamente ninguna duda de que algo capaz de producir energía para impulsar un barco de ese tamaño hacia adelante, así como innumerables sistemas eléctricos a bordo, sería enorme .

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La cuestión es que cuanto más pequeño es el reactor, menos eficientes son para producir energía.

No obtenemos energía directamente del calor proporcionado por la reacción nuclear en sí. Aprovechamos la energía nuclear utilizando el calor producido por la reacción para calentar el agua, crear vapor, hacer girar una turbina y obtener electricidad.

Imagina un fuego debajo de una tetera. Cuanto más pequeño sea el fuego, más tiempo tomará para que el agua hierva. Demonios, probablemente ni siquiera hierva a veces.

Es el mismo caso para un reactor nuclear: si intenta miniaturizar un reactor nuclear, el resultado sería una reacción más limitada y, por lo tanto, una producción de energía más limitada.

Este es el satélite del SNAP-10A que se lanzó al espacio como parte de un experimento para un concepto de satélite de energía nuclear.

Produce aproximadamente 30 kW, capaz de alimentar aproximadamente 1–2 casas a la vez, dado que cada una de ellas usa aproximadamente 18 kWh.

Eso es lo más pequeño que pueden hacer. Y si está tratando de invertir probablemente cien mil dólares para un reactor que solo puede alimentar dos casas a la vez, es mejor dejarlo en el laboratorio en lugar de hacer una planta de energía con él.

Consenso general: Patrocinado por: Vault Tec.

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Gracias a: David McFarland por las correcciones!

Answer 2

En realidad, hay bastantes reactores de aplicación pequeños. Los reactores de investigación de la universidad y los reactores de entrenamiento que tiene la Marina de los EE. UU. Sin embargo, estas no son técnicamente “plantas de energía”; no suministran la red eléctrica de la nación y venden electricidad.

Hay una muy buena razón para esto: los reactores que son pequeños también son menos eficientes para generar grandes cantidades de energía, y aún requieren una buena cantidad de trabajadores.

Sin embargo, los reactores que caben dentro de los portadores son bastante grandes. Tan grandes como algunos de los grandes reactores que se encuentran en tierra en ocasiones, simplemente rellenamos todos los equipos de soporte juntos.

Como se mencionó, los Reactores Navales también están más enriquecidos que las plantas civiles. ¿Cuánto más se clasifica? Este enriquecimiento los hace más potentes, más o menos (significa que en realidad no tienen que reabastecerse de combustible con tanta frecuencia, pero tiene algunos efectos secundarios que reducen el tamaño). Enriquecer el combustible es un proceso costoso: es muy eficiente ser lógico para todos los reactores, y no es rentable cuando se trata de vender energía.

Donde es eficiente es cuando intentas alimentar un submarino o un portaaviones, y no enriquecer significaría un reabastecimiento de combustible después de cada despliegue: reabastecer de combustible a un transportista o submarino es una operación compleja; no tienen el equipo para hacerlo instalado, ni pueden diseñarse para facilitar el proceso debido a otras restricciones de diseño y operación que tal cosa impondría.

Sin embargo, en realidad se están desarrollando pequeños reactores modulares. Están diseñados para utilizar la menor cantidad de operadores posible, lo cual es otro gran problema, incluso su operador nuclear con el entrenamiento más bajo tiene que tener la capacitación suficiente para tener un título, menos las clases de Humanidades. No hay un “Eres solo un operador nuclear”. Pasas de la escuela, ahora eres un experto nuclear. Es posible que no pueda diseñar los retoños, pero comprender la teoría y los aspectos operativos aún requieren años de educación.

Answer 3

RE: Si los portaaviones y los submarinos pueden tener plantas de energía nuclear dentro de ellos, ¿por qué no hay plantas de energía micro-nuclear en tierra?

Por la misma razón, todavía no tenemos nuevas grandes centrales nucleares: el público ignora en gran medida la verdad de la energía nuclear. Creen que es peligroso, y los opositores de la energía nuclear, los combustibles fósiles y las industrias relacionadas, están muy contentos de seguir pagando a las personas para alimentar las mentiras y el miedo al público en general, Y para financiar las campañas de los representantes elegidos que a su vez mantienen la energía nuclear. regulaciones ridículamente estrictas. Después de todo, si por algún milagro conseguimos mucha energía nuclear en este país, la mayoría de las empresas de carbón quedarán fuera del negocio y restringirán severamente a las compañías de petróleo y gas. ¿Cuáles son algunas mentiras frente a perder todos esos dividendos?

Los militares, por supuesto, aprueban las restricciones legisladas. Eso es divertido teniendo en cuenta que estamos “enviando” intencionalmente estas cosas en peligro. Si bien no me preocupa en absoluto que un reactor militar termine en el fondo del océano, es curioso que no haya protestas o batallas legales contra el uso militar de la energía nuclear.

Oh, como han señalado otras personas, estas no son exactamente plantas de energía nuclear “micro”. Pueden ser compactos para una mejor utilización del espacio en el barco, pero su potencia de salida está en el rango de lo que para uso civil sería un “pequeño reactor modular”, por ejemplo, generar “solo” 100 o 200 megavatios.

RE: Entonces, ¿cuál sería el propósito exacto de estas micro centrales nucleares?

Para hacer electricidad. Y si usa la tecnología adecuada, entonces puede obtener una temperatura lo suficientemente alta de los reactores para producir químicos industriales como hidrógeno para combustible de aviación, amoníaco para fertilizante e incluso extraer carbono del aire y devolverlo al suelo donde Debería haberse quedado en primer lugar.

RE: ¿Cuál sería su ventaja sobre las grandes centrales nucleares?

• Puede hacer las piezas de reactores nucleares modulares pequeños en una línea de ensamblaje, juntarlos, probarlos (con electricidad en lugar de combustible nuclear), desarmarlos y enviarlos al sitio de instalación utilizando contenedores de envío normales. El cliente obtendrá una unidad que se sabe que funciona y funciona una vez que se agrega el combustible.
• Al hacerlos pequeños, reduce el gasto inicial de capital del cliente y, por lo tanto, reduce el riesgo financiero percibido.
• Si necesita obtener más potencia, compre otro reactor modular que le dará 100 megavatios adicionales. No necesita una gran inversión para agregar un nuevo reactor enorme.
• Cuando necesita repostar, reabastece un reactor modular a la vez, por lo que pierde 100 megavatios mientras reposta en lugar de un gigavatio.
• Debido a que los reactores modulares son pequeños, puede instalarlos completamente bajo tierra.

RE: Hay que tener en cuenta la enorme cantidad de seguridad que necesita una planta nuclear.

¿Necesidades? ¿O es la enorme seguridad que elegimos darles? Yo digo lo último.

Cuando era niño tuve que entrar en una bomba nuclear y verlo en funcionamiento. No fue una gira especial. Estaba abierto al público. Estoy bastante seguro de que toda esa seguridad adicional hoy se debe a la paranoia pública y a las fuerzas antinucleares que intentan (y tienen éxito) aumentar los costos nuevamente como una forma de hacer que la energía nuclear sea menos atractiva.

RE: Ahora imagine si tuviéramos miles de estas micro plantas en todo el país. Sería un sueño terrorista hecho realidad.

En primer lugar, no se dispersarían por todos lados como reactores únicos. Estarían en grupos. Eso se llama economía de escala; Incluso si los reactores fueran pequeños, agruparlos tiene sentido financiero.

En segundo lugar, las armas nucleares no han sido atacadas porque son (literalmente) objetivos duros. Esas cúpulas? No solo están destinados a contener una explosión de vapor, sino también a permanecer intactos si un avión comercial se estrella contra ellos. Eso sería un desperdicio de una buena tripulación terrorista.

Tercero, ¿conoce todas esas puertas gruesas, pesadas y antirradiación que rodean el reactor? Bueno, esas puertas no solo mantienen la radiación sino que también están cerradas y son muy buenas para mantener a las personas alejadas.

Al final hay objetivos que son MUCHO más peligrosos Y están desprotegidos. No sugeriré ninguno aquí por la posibilidad microscópica de que mi sugerencia pueda inspirar a algunos locos. Las armas nucleares no lo son, especialmente si son de la variedad pequeña, modular y enterrada.

Answer 4

Se puede hacer, pero el problema es realmente la seguridad. A una escala micro, eso es algo que podría manejar una casa, te encuentras con problemas logísticos con la protección y eliminación de material de desecho. Las sondas de espacio profundo como Voyager usan plutonio conectado a un termopar para generar electricidad. Esta es una fuente de energía de muy larga vida, pero también es muy ineficiente (alrededor del 15% de la energía generada por el elemento en descomposición se convierte en electricidad). Un reactor moderno usa vapor para impulsar una turbina, que es una cosa mecánica compleja que funciona mejor a cierta escala más grande.

Ahora se ha trabajado en reactores de escala verdaderamente “micro”: se denominan baterías atómicas. Puede leer más sobre ellos aquí: Batería atómica – Wikipedia

Otra cosa que podría interesarle es el Fusor, un potencial reactor de escritorio que solo requiere deuterio y tritio (extraído del agua de mar) para funcionar. Fue inventado por Philo Farnsworth, el inventor de la televisión, y se cree que algún día podría usarse para proporcionar electricidad desde la fusión de escritorio. No se necesitan elementos radiactivos.

El problema con el Fusor es que todavía nadie lo ha conseguido funcionar por encima de la unidad. Actualmente, los fusores se utilizan como fuentes de neutrones para experimentos nucleares.

Puede leer sobre fusores aquí: Fusor.net

También recomendaría leer “La fabricación de la bomba atómica” de Richard Rhodes. Es una excelente historia de la energía atómica y las implicaciones políticas, sociales y científicas de su descubrimiento y dominio (o falta de ella). Una descripción general de ese libro aquí: La fabricación de la bomba atómica – Wikipedia

Answer 5

Bueno, de hecho, Estados Unidos y Rusia han construido pequeños reactores basados ​​en tierra y agua.

SM-1, Sundance, Wyoming

SM-1A, Ft Greenly, Alaska

SL-1, Idaho

PM-3A, Estación Mcmurdo, Antártida

PM-2A, Camp Century, Groenlandia

ML-1, Idaho

MH-1A, USS Sturgis, barco de la clase Liberty, Panamá.

Programa de Energía Nuclear del Ejército – Wikipedia

Estas fueron todas las plantas de energía nuclear eléctrica <5 MW. ¿El problema principal? TODOS funcionaban con HEU 235. Para hacer que un reactor pequeño genere suficiente calor para ser útil, se debe usar U-235 enriquecido en un 80-95%. Para los militares, ese es un riesgo aceptable. Para las plantas civiles, no lo haremos. U-235 en ese enriquecimiento es armas adecuadas.

La estación McMurdo, FT Greenly y la barcaza Sturgis operaron durante aproximadamente 9-10 años.

Sundance y Camp Century, operaron alrededor de 3 años.

SL-1, Idaho, funcionó durante casi 3 años, antes de que fuera destruido por un golpe de ariete causado por los tres operadores que estaban enganchando manualmente las barras de control. Como los tres murieron antes de que pudieran ser entrevistados, la razón exacta por la que sucedió nunca se sabrá. Como pequeña nota al margen, nací y crecí no lejos del área de prueba del reactor de Idaho (INEL / INEEL / INL / ARGONNE WEST / NAVAL REACTORS TESTING STATION), y trabajé allí durante parte de mis 26 años en la energía nuclear. Cuando condujera por SL-1, me tomaría un momento y pensaría en esos tres militares. Son los únicos 3 trabajadores estadounidenses que han muerto a causa de un accidente en un reactor nuclear. Muchos cambios de diseño resultaron de ese día. SL-1 – Wikipedia

El principal problema con estas pequeñas plantas fue el costo. ¡El combustible enriquecido es caro!

Answer 6

Bueno, me sorprende que nadie que vi aquí hablara de los esfuerzos para hacer precisamente eso. Cualquier persona involucrada en el sector de la industria nuclear puede decirle que ha habido un impulso de la industria para esto durante los últimos 10 a 15 años y que realmente se acaloró hace unos años entre las firmas de ingeniería, capitalistas de riesgo, NRC y la seguridad nuclear canadiense. Comisión.

El NRC generalmente tiene una actitud de “no comencemos a ningún partido” que no mezcle el entusiasmo con los capitalistas de riesgo social. La NRC no se preocupa por el valor presente neto y el retorno de la inversión. Su lema debería ser “no lo arregles si no está roto” y “quédate con lo que sabes” como su guía en todo lo nuclear. El mantenimiento de los reactores modernos a menudo implica la adquisición de productos electrónicos modernos para el año 1963. Un reflejo de esta filosofía donde la NRC ha dicho sobre cualquier cambio que se realice en un reactor en funcionamiento, y su respuesta es casi siempre (más del 99% de el tiempo) NO! En otras palabras, este es un proceso increíblemente lento y la industria realmente comenzó a levantar el infierno para que los poderes a cargo se relajen un poco.

Hay 9 nuevos diseños en revisión para generadores de energía nuclear totalmente autónomos de hasta 25 megavatios que caben en un remolque de camión. NuScale Power es el nombre que la mayoría reconocerá.

Están haciendo progresos para un cambio y pueden tener un producto presentado en mi vida todavía.

Cronología canadiense para un diseño de producción aprobado. Pocas empresas de ingeniería tienen los recursos o el compromiso de resistir el clima a través de este proceso de investigación de antecedentes de casi 20 años.

Referencia para aquellos que quieren los detalles:

http://ontarioenergyreport.ca/pd …

3 formas en que los pequeños reactores modulares superan las barreras existentes a la energía nuclear

¿Planta de energía nuclear miniaturizada? Estados Unidos revisando el diseño propuesto

NuScale Power – Nuestra tecnología

http://www.world-nuclear.org/inf …

Notas sobre el proceso regulador de NuScale

El 31 de diciembre de 2016, NuScale presentó la primera Solicitud de Certificación de Diseño de Reactor Modular Pequeño (SMR) a la Comisión de Regulación Nuclear (NRC). La aplicación de NuScale constaba de 12,000 páginas de información técnica. Se espera que el NRC tome dos meses para determinar si se requiere información adicional antes de comenzar su revisión. A partir de entonces, el NRC se ha enfocado en completar el proceso de certificación dentro de los 40 meses.

NuScale fue pionero en la participación previa a la solicitud de NRC, habiendo comenzado el proceso en julio de 2008. NuScale realizó más de 80 presentaciones y presentó 15 informes de actualidad a la NRC, involucrando a la NRC en temas como análisis de seguridad, combustible nuclear, programas de prueba, sísmica análisis y personal de sala de control.

Mientras el proceso de revisión de DCA está en marcha, NuScale espera que uno o más solicitantes presenten una solicitud combinada de licencia de construcción y operación (COLA) en 2019, permitiendo que los procesos de revisión de DCA y COLA avancen en caminos paralelos. El diseño finalmente certificado por el NRC se incorporará en cada uno de los COL. Esto respalda las probables fechas comerciales de interés en el mercado.

Procedimientos regulatorios y cronograma:

Licencias: NRC debe emitir un DCA y un COL aprobados antes de la construcción. Con el DCA presentado en diciembre de 2016, se espera la presentación de una solicitud COL por parte de los primeros clientes de NuScale en 2019.

Operaciones iniciales: NuScale pronostica que el primer NPM entrará en funcionamiento en 2026.

NuScale es el primero en presentar la solicitud nuclear SMR a NRC

Diseño de Gen4 Energy 25MW en revisión regulatoria Gen4 Energy | Gen4 Energy … a continuación

PD: Todos ustedes respondiendo esta pregunta sin hacer ninguna tarea … lástima, lástima. Estoy sorprendido con todas estas largas conjeturas, especulaciones y conjeturas … ni una sola persona obtuvo la respuesta correcta. Este ha sido un tema candente por algún tiempo. De hecho, nuscale tuvo problemas para vender unidades antes de que fueran aprobadas. Incluso LLNL tiene un diseño en proceso para un reactor portátil de 10–100 megavatios. Claro que estaba en la industria, pero esto ha estado en las noticias durante 10 años.

ACTUALIZACIÓN ENERO DE 2018 Nuscale recibe la aprobación inicial de NRC NRC aprueba NuScale Design Innovation – Nuclear Energy Institute

Answer 7

Creo que la respuesta de Matthew Clifford está en la línea correcta, pero voy a darle la vuelta. Matthew dijo que en realidad los submarinos y portaaviones son lo suficientemente grandes. Diré que los reactores nucleares regulares no son realmente tan grandes. Probablemente podría colocar un núcleo de reactor nuclear dentro de su habitación en casa. La sala de control tampoco necesita ser tan grande. Las plantas nucleares tampoco tienen una gran cantidad de personal.

Arriba está la planta nuclear de Dounreay en el extremo norte de Escocia. Este fue el primer reactor nuclear de Escocia. El enorme edificio en forma de pelota de golf es el edificio de contención, y el núcleo está dentro. El edificio de contención es principalmente aire vacío. El núcleo solo tendría unos 15 pies de ancho. El trabajo de los edificios es contener una explosión en caso de accidente y está deliberadamente sobre diseñado porque se trataba de una instalación de investigación de prueba.

Lo que hace que la planta nuclear se vea tan grande son todos los edificios auxiliares que van junto con el reactor. Tiene los laboratorios de prueba, torres de enfriamiento, edificios de oficinas y administración, comedores y todo lo demás que acompaña a cualquier sitio de una gran empresa. Además, la mayoría de las primeras plantas nucleares eran instituciones de investigación y / o sitios militares, por lo que incluían todos esos gastos generales para el espacio de investigación, campos aéreos y otras cosas que no estaban directamente relacionadas con la producción de energía nuclear.

Además, la mayoría de las centrales nucleares de hoy en día no son un solo reactor, sino varios reactores construidos en la misma ubicación.

Cuando envías el montaje de una planta nuclear, puedes dejar muchos de esos accesorios en la orilla.

Las naves tendrían plantas más pequeñas de lo que normalmente tendrías en tierra, pero no eran plantas súper miniatura y súper eficientes. Eran tan grandes como debían ser para impulsar el barco y nada más. ¿Por qué harías el más grande?

En tierra, las plantas también se construyen para cumplir con el propósito. Están diseñados para alimentar ciudades enteras y, por lo tanto, deben ser lo suficientemente grandes como para proporcionar ese nivel de potencia, mucha más potencia de la que podría necesitar un submarino. Si usó reactores pequeños, como de un sub, entonces solo tendría que usar muchos reactores pequeños y ocupar la misma cantidad, si no más, de lo que podría usar un reactor grande.

Answer 8

Varias respuestas aquí han sido bastante adecuadas, por lo que puedo decir.

También quería señalar la propuesta de Rolls-Royce (en realidad, de un consorcio, incluido RR) para desarrollar un reactor modular, capaz de producir 220 a 440 MWe.

No sería un reactor específicamente muy pequeño, pero podría impulsar la economía británica, si se implementara como lo describe la iniciativa.

Rolls-Royce Marine Power tiene una experiencia considerable en la construcción y operación de reactores nucleares para submarinos de la marina.

Es cierto que, en general, el diseño de un reactor nuclear se beneficia del gran tamaño. Pero el tamaño no es una necesidad completa. Las ideas para construir autos propulsados ​​por energía nuclear se consideraron normales en los años 50. Hubo una idea de lanzar enormes naves espaciales por medio de explosiones nucleares. El uso de la energía nuclear se consideró correcto entonces.

Pero, la construcción y operación de un sitio terrestre está envuelta en todo tipo de demandas de instalaciones y seguridad. Hay una razón por la cual el automóvil nuclear no surgió como una idea aceptada.

Tal vez la idea de Rolls-Royce SMR se da cuenta. O cualquier otra iniciativa SMR, tal vez basada en torio, aunque eso podría requerir bastante desarrollo todavía.

Answer 9

El ejército de los EE. UU. Quería tener reactores que pudieran caber en la parte trasera de un camión para impulsar las bases operativas.

El movimiento de la barra de control en el prototipo, SL-1, en Idaho, fue realizado por hombres con llaves. Y el diseño del reactor era tal que una varilla de control en movimiento podría hacer que el reactor se volviera crítico con todas las demás varillas de control completamente insertadas. Las barras de control eran muy difíciles de mover, a menudo se atascaban.

Un día, una barra de control se atascó. El hombre estándar con una llave inglesa empujó medidas más duras. Cuando se despegó, fue por ese medio tirado a la parte superior de la embarcación.

En menos de un segundo, el reactor alcanzó varias veces su potencia máxima. Explotó (en el sentido de “contenedor de explosión de agua caliente”, no en el sentido de Hiroshima). El soporte de la barra de control se rompió. Cuando los hombres fueron enviados a investigar por qué sonaban las alarmas (con protección contra la radiación, por supuesto), el cadáver irradiado del hombre de la llave fue encontrado empalado en el techo por la barra de control, que había sido disparada desde el buque como una bala. Su supervisor estaba muerto al lado del reactor.

El ejército nunca más solicitó permiso para operar un reactor nuclear.

La fuerza aérea tenía una propuesta para un bombardero de gran tamaño de gran alcance accionado por un reactor.

Alguien preguntó en la audiencia del Congreso cuál era el plan si alguna vez era necesaria una descarga mientras volaba sobre tierra.

La Fuerza Aérea nunca más solicitó permiso para operar un reactor nuclear.

Es comprensible que los latón de la marina estén presumidos de tener reactores.

Y aunque todavía hay pequeños reactores de investigación o lo que sea, este desastre elimina comprensiblemente la mayor parte de la base de usuarios potenciales para aplicaciones más utilitarias, ya que los reactores pequeños no tienen sentido para el poder comercial.

Answer 10

Existen. Las universidades de todo el mundo tienen reactores de investigación TRIGA de 1 megavatio como este, fabricados por General Atomics.

Aunque tienen el tamaño aproximado de los reactores navales, los reactores TRIGA siempre se han diseñado a prueba de fallas y ponen la seguridad por encima de la eficiencia.

Este es el S9G que impulsó los submarinos de la clase Virginia:

Este reactor, diseñado por Knolls Atomic Power y construido por GE, utiliza combustible altamente enriquecido que le permite generar 210 MW de energía térmica, suficiente para impulsar un sistema de propulsión de 40,000 HP y 30 MW. Tal reactor nunca se usaría en la generación de energía civil porque su combustible es un riesgo de proliferación. Por seguridad, este reactor está especialmente diseñado para contrarrestar los productos de fisión que resultan de la operación, por lo que puede funcionar durante 33 años sin repostar y con un mantenimiento mínimo.

Answer 11

No soy un físico nuclear, ni estoy calificado profesionalmente para responder a esta pregunta, pero es una pregunta en la que he pensado mucho y, como el interrogador, he estado confundido y fascinado por mucho tiempo. Mi credencial anterior para esta publicación, entre mis varias credenciales de Quora, es probablemente una de las menos relevantes para este tema, pero voy a dejarla en su lugar para subrayar ese punto.

Hasta donde puedo entender, la razón principal no tiene nada que ver con los requisitos de ingeniería que la mayoría de los carteles han debatido de un lado a otro. Me sorprende la poca cantidad de personas que señalan lo obvio, que es que los reactores nucleares ‘modernos’ (el diseño de la mayoría de los reactores operativos es realmente antiguo, como muchos han señalado) producen grandes cantidades de residuos de plutonio que pueden usarse para producir armas nucleares, ya sea que estemos hablando de bombas sucias o armas nucleares. De hecho, el primer paso para desarrollar armas nucleares es poner en línea un reactor nuclear. Algunos países, como Francia y Japón, son lo suficientemente inteligentes como para reciclar sus desechos. Resulta que, incluso con la forma muy ineficiente que elegimos para diseñar reactores, puede reutilizar el material de desecho durante bastante tiempo. En los Estados Unidos no hacemos esto porque tememos que pueda caer en las manos equivocadas y ser armado. Paradójicamente, esto produce grandes cantidades de desechos nucleares que podrían convertirse en armas y deben ser transportados bajo vigilancia armada por el equivalente del Departamento de Defensa a Delta Force, luego enterrados en una montaña en el suroeste de Estados Unidos que, ¡vaya !, en realidad tiene fugas y tiene que ser rediseñado, o almacenado en tanques gigantes en un sitio cerca de Hanford, Washington, que podría acumular suficiente hidrógeno para encender espontáneamente una explosión radioactiva masiva si no se controla cuidadosamente durante todo el día.

Otra gran razón, que es complementaria a la forma en que hemos elegido diseñar estas centrales eléctricas, lo que lleva a sus dos principales efectos negativos, los desechos nucleares de grado de armas y las crisis, es NIMBY. Después de accidentes como Three Mile Island, Chernobyl, Fukushima, etc., la gente simplemente no quiere estas plantas de energía cerca de su casa, vecindario o ciudad, al menos en los Estados Unidos.

Dado que Estados Unidos sigue siendo un líder en tecnología nuclear, la política, la regulación y el espíritu de investigación en el sector nuclear aquí probablemente frenen al resto del mundo.

Una última razón podría ser los esfuerzos de Big Oil y Big Coal para contener tecnologías como las baterías de plasma alimentadas con torio. No sé cuánto acreditar a este, porque no está bien documentado y cae en territorio de teoría de la conspiración. No es que no sea factible, simplemente no hay una gran cantidad de datos disponibles para respaldarlo: no fumar. Además, vale la pena señalar que algunas técnicas de generación de energía son muy caras y, por lo tanto, difíciles de escalar. Existen algunas sorprendentes tecnologías de generación de energía, pero solo están disponibles para un puñado de organizaciones debido a restricciones de costos o regulaciones. Las baterías antes mencionadas, por ejemplo, se utilizan principalmente en satélites multimillonarios como respaldo para la energía solar.

Lo divertido es que no hay uno, sino múltiples formas de diseñar alternativamente reactores nucleares para que produzcan muy poco desperdicio y nunca se derritan . Uno de ellos es el reactor de torio que otros carteles han mencionado. Pero resulta que incluso los reactores de uranio que funcionan bien pueden diseñarse para que sean mucho más pequeños, no se derritan y no produzcan muchos desechos. El joven físico nuclear muy inteligente en este video aparentemente ha investigado varias formas de hacerlo:

Hasta que podamos superar todos los problemas políticos, regulatorios y comerciales, así como los problemas de percepción pública, relacionados con la construcción de reactores nucleares más pequeños, me parece poco probable que veamos muchos de ellos en el mercado en el corto plazo. Existen otras alternativas como la solar que ahora son tan baratas y eficientes que pueden competir con los combustibles fósiles (y el Sol es básicamente un reactor nuclear gigante, después de todo). Ciertamente podría estar equivocado, haga referencia a la afirmación anterior sobre la falta de calificaciones profesionales, pero creo que resolveremos el problema de la contención de la fusión antes de ver reactores ubicuos, o al menos abundantes, a pequeña escala.

Answer 12

Incluso un pequeño reactor nuclear requeriría una gran cantidad de trabajo en contención, gestión y seguridad. Por lo tanto, tiene sentido concentrar ese esfuerzo en un complejo más grande donde los costos tienen más sentido. Dicho esto, el tema de los reactores modulares (SMR) más pequeños para generadores de energía es actualmente un tema candente y varias compañías tienen diseños para estos o están trabajando en desarrollos.

Los SMR normalmente se definen como que tienen una capacidad de generación de energía en la región de 10–300MW en comparación con el 1GW + típico de los reactores tradicionales para generar energía de red. En principio, estos serían construidos de fábrica y, en muchos diseños, serían alimentados de por vida.

Sin embargo, parece no haber consenso sobre cuál sería el diseño óptimo con muchos diseños y principios de operación diferentes.

Answer 13

Entiendo que no son comunes y que hay problemas operativos y de eficiencia que resolver.

Pero hay proyectos actuales en desarrollo para crear reactores de energía nuclear modulares pequeños. Uno de ellos es el reactor CAREM en Argentina:
CAREM – Wikipedia
CAREM | CNEA

Fue, en su fase inicial de diseño, concebido como un reactor naval, pero luego rediseñado como un reactor civil para generar energía eléctrica.

Answer 14

Los reactores de portaaviones son en realidad de buen tamaño, aproximadamente el 10% de los reactores terrestres humongos típicos. Un reactor de 200MW es cualquier cosa menos pequeño.

Hay una razón por la cual la gran mayoría de los submarinos modernos de primera línea son nucleares, las otras opciones suelen ser muy limitantes en cuanto a velocidad / autonomía / duración del combustible.

Los reactores militares son del tipo donde el costo es de poca importancia. Las potencias militares que desean un vehículo nuclear en general pagarán lo que cueste para obtener los niveles de potencia requeridos, punto.

Los reactores terrestres son muy caros como son, cualquier cosa que los haga más caros por MWh producido es un gran no no.

Los reactores (micro) compactos requieren combustible nuclear de alto enriquecimiento, como el grado de armas o el uranio o el plutonio de grado de armas cercano.

WG U / Pu tiene alrededor del 80% de niveles de enriquecimiento.

Para uso civil, el nivel de enriquecimiento del 20% es un límite difícil. En este nivel se llama enriquecimiento medio.

Además, cualquier cosa por encima del nivel de enriquecimiento del 5% es costoso y difícil de obtener.

El uranio puro y natural (99.3% U238, 0.7% U235) es bastante barato.

El enriquecimiento al 3% aumenta el costo por tonelada, tal vez 10 veces.

El enriquecimiento al 20% (si se pudiera obtener) aumentaría el costo del uranio en quizás 100 veces y produciría 30 toneladas de uranio empobrecido por tonelada de combustible enriquecido producido.

Los reactores más pequeños no son económicos. Los reactores terrestres DEBEN ser económicos.

Por lo tanto, no hay reactores de tierra pequeños.

Se están preparando reactores medianos, aproximadamente la misma potencia de una clase de Virginia o de una clase de Ohio, pero a más de 100 MW de potencia, esos son cualquier cosa menos micro reactores.

Hay algunos diseños para reactores menos potentes, pero no son pequeños en absoluto.

Cualquiera de ellos acumulará más de 1000 toneladas, debido solo a sus requisitos de blindaje.

Answer 15

No estoy seguro si se mencionó esto: se ha evaluado y se han construido reactores de prueba.

Ahora el término ‘Micro’ es subjetivo. Las limitaciones de ingeniería y materiales afectan cuán pequeños pueden ser, pero el Ejército de los EE. UU. Y la Marina de los EE. UU. Evaluaron la mano de obra de pequeño tamaño para reemplazar los sistemas de generadores diesel en ubicaciones remotas.

De hecho, el peor accidente del reactor en suelo estadounidense ocurrió en el reactor de prueba – SL-1 – Wikipedia

La falla eventual del diseño que resultó en la muerte de ambos operadores no se debió a algún error de miniaturización sino a la falla de diseño más simple. La barra de control no estaba unida a los motores de la barra cuando se apagaba. Requerían que un operador se parara encima y los levantara para enganchar los motores. A medida que lees en el artículo de Wikipedia, el tipo lo puso muy alto, el reactor se volvió crítico, la generación de calor resultante causó una explosión de refrigerante (lanzando la varilla a través del operador.

Sabiendo que nada genera tanta energía durante el tiempo que una planta nuclear, es un concepto, es una idea razonable para lugares donde los costos de transporte del diesel son prohibitivos y hoy en día, los costos de transporte de los paneles solares son demasiado altos.

Sepa dónde se utilizarán: el primer asentamiento lunar y marciano.

Answer 16

Hay micro centrales nucleares en tierra.

Pero la mayoría de ellos son reactores de investigación y no pueden utilizarse con fines comerciales. Como esto:

Este reactor es tan pequeño que apenas produce suficiente energía para encender una bombilla. Entonces, ¿por qué no es comercial? Debido a los costos, porque el ciclo del torio aún no se comprende completamente, debido al riesgo de exposición a la radiación. Sin embargo, puede estar muy seguro de que una vez que el torio se haya explorado por completo, habrá disponibles centrales eléctricas comerciales más pequeñas y posiblemente portátiles. Esto no será un riesgo de seguridad a diferencia de los reactores de uranio o plutonio porque el torio no puede usarse en una bomba atómica.

Answer 17

Uno de los problemas es el combustible de estos reactores. Para cumplir con los requisitos de tamaño y potencia, los submarinos estadounidenses usan uranio altamente enriquecido, hasta un 96% de concentración de U235 … que podría usarse en una bomba nuclear (¡Little Boy tiene solo 80% de U235!)

Por razones de seguridad, esto no es algo que deba usarse en ningún tipo de proceso civil. Incluso con regulaciones adecuadas, el costo sería prohibitivo

Estos reactores no son lo suficientemente potentes como para ser utilizados en una red de energía promedio, así como en una central eléctrica tradicional.

Para tener una producción de electricidad equivalente, necesitaría diez veces más dispositivo. Un país como Francia tiene algo así como 50 centrales nucleares. Tienen una ubicación muy segura y su combustible no se acerca al uranio de grado militar.

Imagínese ahora el presupuesto para proteger 500 pequeñas centrales eléctricas, mientras que cada una de ellas podría convertirse en una WMD cruda por una organización terrorista.

Answer 18

Ha habido numerosas propuestas para hacerlo, pero personalmente creo que sería una idea terrible. Incluso con solo un pequeño número de plantas de energía nuclear en todo el mundo y los mejores ingenieros nucleares que las manejan en los países más avanzados tecnológicamente, hemos tenido grandes catástrofes en los Estados Unidos (Three Mile Island), Japón (Fukushima) y el ex URSS (Chernobyl). Ahora imagine que había una pequeña planta de energía nuclear cada pocas millas. Quizás 300 de ellos solo en la ciudad de Nueva York. Hemos visto cómo las personas descuidan su mantenimiento en los automóviles, pero los automóviles oxidados generalmente no se derriten espontáneamente y liberan radiación, pero las centrales nucleares descuidadas sí lo hacen.

Chernobyl:

Coche americano unido por cinta adhesiva. Ahora imagínense que hacen lo mismo cuando se agrieta su propio recipiente de contención en un reactor nuclear.

Answer 19

Una palabra: economía.

Los buques de guerra utilizan plantas de energía nuclear bastante pequeñas, ya que eliminan la necesidad de repostar combustible y no necesitan aire. Estos pequeños reactores no son baratos, pero eso no importa en relación con el costo total de un portaaviones.

Tienden a utilizar uranio enriquecido significativamente más allá del utilizado para la generación de energía civil.

Estos reactores están asegurados en todo momento por la Marina, etc., y tienen ingenieros a mano.

Si tratamos de poner el mismo tipo de reactores en tierra, nos encontramos con algunos problemas …

• Los reactores en más sitios significan más seguridad y se necesitan más ingenieros en comparación con uno grande.
• Estás pagando mucho por la miniaturización que no necesitas
• Estás pagando mucho por el enriquecimiento que no necesitas
• Más reactores significan más protestas NIMBY

La energía nuclear civil es una buena idea, pero es demasiado cara en este momento. Los precios podrían reducirse significativamente si …

• Construyó muchos de los mismos, diseño probado
• Agilizó los requisitos de zonificación sin fin y similares No abolir, pero hacer mucho más rápido.
• Eduque a las personas de que no es peligroso: el carbón mata a más personas de la radiactividad en cualquier año que Nuclear en todo el mundo, durante todo el tiempo que ha estado en uso …

Answer 20

Por favor, comprenda que estas plantas nucleares no son “micro” de ninguna manera. Sí, son versiones más pequeñas de las mucho más grandes que se ven en el sector civil / público, pero estos reactores aún pueden bombear suficiente energía para generar un par de ciudades pequeñas.

La razón principal por la que no se utilizan para esto es el estigma que acompaña al término “nuclear”. Más personas que no entienden cómo funciona la energía nuclear y, como resultado, inmediatamente lo consideran malo a pesar de que existe una seguridad inherente en la forma en que los reactores nucleares están diseñados para su uso en la población. La paz verde y la reacción inicial a la energía nuclear, especialmente en los años 60 y 70, es parte de la razón por la que hoy no se ven muchos. Incluso después de que el líder original de Greenpeace haya cambiado su tono y crea, después de una investigación adecuada, que la energía nuclear es más segura para el medio ambiente que la mayoría de las otras fuentes de energía actuales.

En segundo lugar, los requisitos regulatorios intensos para colocar cualquier reactor en cualquier lugar de un área poblada hacen que sea casi imposible construir una planta “micro”, como la llamas, en cualquier lugar. No conozco la regulación exacta, pero creo que debe estar al menos a 15 millas de distancia de cualquier área poblada importante. La central eléctrica de San Onofre es un buen ejemplo. Esa planta es una planta grande y puede reducir el costo de la energía en el sur de California, pero debido a las regulaciones no pueden agregar ni pueden permitirse reparar la planta debido a dichas regulaciones. Como resultado, los costos de energía aumentarán significativamente en SoCal.

Espero haber respondido tu pregunta.