¿Por qué se derriten las centrales nucleares?

Answer 1

Por lo general no lo hacen. Un reactor experimenta una fusión cuando pierde el enfriamiento. No ocurre en un reactor crítico (reacción en cadena autosostenida) y no sucede en un reactor supercrítico (la potencia está aumentando). Ocurre después de que el reactor se apaga y pierde su enfriamiento. El combustible permanece muy caliente debido a la descomposición radiactiva de sus productos de fisión. A medida que el combustible se derrite, se deforma de tal manera que no puede mantener una configuración crítica.

A medida que el combustible se derrumba y se derrite, absorbe los componentes centrales a su alrededor. Esto no solo evita que sea crítico, sino que aumenta su volumen. Esto continúa hasta que absorbe tanto material que se enfría lo suficiente como para dejar de derretirse a través del material.

El combustible no alcanzaría la repisa de la tierra. No lograría salir del edificio de contención. Con toda probabilidad, no abandonaría el recipiente del reactor.

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Aquí hay una breve lista de fusiones de núcleos de reactores de potencia comerciales reales (algunos pueden estar en desacuerdo en la lista):

• El colapso de Enrico Fermi en 1966 no mató a nadie. Nadie fue desplazado.

• El colapso de Windscale de 1967 no mató a nadie. Nadie fue desplazado.

• La fusión de KS 150 de 1977 no mató a nadie. Nadie fue desplazado.

• La crisis de Three Mile Island en 1979 no mató a nadie. Varios miles de personas fueron desplazadas temporalmente.

• El colapso de Saint-Laurent en 1980 no mató a nadie. Nadie fue desplazado.

• El colapso de Chernobyl en 1986 mató a docenas; eventualmente miles pueden morir. Muchos miles de personas fueron desplazadas permanentemente.

• El colapso de Fukushima en 2011 no mató a nadie debido a la radiación. Miles de personas fueron desplazadas temporalmente; muchos fueron desplazados permanentemente.

Tenga en cuenta que Chernobyl realmente ya no es relevante porque su principal problema era un diseño deficiente que nadie construiría hoy. Cualquier reactor que construyamos en el futuro sería de diez a cien veces más seguro que los que están operando hoy.

Answer 2

¿Por qué se derriten las centrales nucleares?

La fusión del núcleo de una planta de energía nuclear es un tipo de accidente nuclear que ocurre cuando el calor generado por un reactor nuclear excede el calor eliminado por los sistemas de enfriamiento de los reactores hasta el punto en que al menos algunos de los cientos de barras de combustible sólido que contienen combustible de uranio tienen sus envolturas externas de la barra de combustible (llamadas revestimiento) se derriten. Una fusión puede ser causada por una pérdida de refrigerante del reactor o una pérdida de presión del refrigerante. Una fusión también puede ser causada por una baja tasa de flujo de refrigerante o puede ser el resultado de un pico en la tasa de reacción de fisión que hace que el reactor se sobrecaliente. Un aumento en la velocidad de reacción de fisión, si no se corrige, podría provocar una fuga a temperaturas cada vez más altas, lo que provocaría una fusión de las barras de combustible y daños en la estructura del reactor de fisión.

No todos los reactores están sujetos a la fusión del núcleo. Principalmente, solo los reactores refrigerados por agua o combustible sólido están sujetos a esta vulnerabilidad de seguridad. Hay clases de reactores nucleares que no pueden fundirse. Una de estas clases de reactores nucleares libres de fusión se llama Reactor de sal fundida.

Los Reactores de sal fundida (MSR) son reactores alimentados por fluido donde el combustible de uranio se disuelve en sales fundidas de fluoruro. Con los MSR, no hay barras de combustible o núcleos formados por conjuntos de combustible que puedan fundirse: el combustible de uranio se disuelve directamente en la sal, por lo que esta clase de reactor no puede fundirse.

Los reactores de fusión también se consideran a prueba de fusión como en un reactor de fusión, no hay barras de combustible, solo plasma de fusión a alta temperatura confinado por un fuerte campo magnético o por la inercia natural del combustible de fusión.

Las reacciones de fusión más probables que se deben explorar primero liberan solo una cantidad relativamente pequeña de la energía generada por la fusión como calor. Con la fusión de Deuterio-Tritio (DT), el 80% de la energía de la reacción de fusión se libera como neutrones energéticos y solo el 20% de la energía de fusión se libera como calor. En un accidente, un reactor de fusión no tiende a sobrecalentarse y fundirse. La mayoría de los accidentes deberían dar lugar a la interrupción inmediata de la producción de energía de fusión, por lo que una planta de energía de fusión deja de funcionar inmediatamente y produce calor cuando surgen accidentes.

Algunas razones por las cuales las plantas de energía de fusión nuclear son más seguras que las plantas de energía de fisión y están menos expuestas a la fusión.

Primero, los desechos producidos por el poder de fusión son solo helio, una de las sustancias más benignas conocidas (y con frecuencia útiles para enfriar escáneres médicos y llenar blimps) y neutrones sin carga. El helio ya compone una porción significativa de la masa del Universo, que no parece haber causado mucho daño.

En segundo lugar, la cantidad de combustible en la cámara de reacción de un reactor de fusión es pequeña y solo es suficiente combustible para producir del orden de un segundo de potencia de salida. Mientras que un reactor de fisión contiene típicamente miles de kilogramos de combustible de uranio, un reactor de fusión contiene solo pequeñas cantidades (unos pocos gramos o menos) de combustible de fusión en cualquier momento. En un accidente, solo el combustible dentro de un reactor de fusión puede contribuir al accidente nuclear. En el caso de un accidente en un reactor de fusión, hay tan poco combustible de fusión dentro del reactor que lo peor que puede ocurrir es algún tipo de accidente industrial desagradable, que en casos extremos puede matar a un miembro del personal operativo del reactor, pero es todo pero seguro que estará restringido solo al sitio de la planta de energía. Simplemente no hay un inventario radioactivo lo suficientemente grande dentro de un reactor de fusión como para causar un desastre en todo el continente, como podría ocurrir con un gran reactor rápido refrigerado por sodio alimentado por fisión lleno de miles de kilogramos de combustible de plutonio y miles de toneladas de sodio altamente radiactivo activado por neutrones ( Na-24 isótopo) refrigerante.

La fusión no es totalmente benigna. Si bien no produce combustible usado altamente radiactivo, la cámara de reacción puede, según el diseño y la elección de los materiales, volverse intensamente radiactiva; entonces con el tiempo puede haber una pequeña cantidad de residuos desagradables que se acumulan en la cámara de fusión del reactor. Uno puede imaginar, tal vez, fugas de tritio si el reactor de fusión usa combustible de deuterio-tritio. Esto debería detectarse fácilmente, y el tritio es solo moderadamente radioactivo (mientras que el deuterio es totalmente no radiactivo), por lo que la seguridad de incluso la primera generación de reactores de fusión y la seguridad de las comunidades que rodean inmediatamente a los reactores de fusión deberían ser muy altas.

Answer 3

Cuando un átomo de uranio o plutonio se fisiona, la mayor parte de la energía está disponible de inmediato, pero no toda. Los fragmentos de fisión son radiactivos, es decir, en algún momento futuro impredecible liberarán un pequeño estallido adicional de energía.

Para producir los tres mil millones de vatios de calor de un reactor de energía nuclear típica, 10 ^ 20 átomos pesados ​​deben fisión por segundo, y si bien cualquiera de los fragmentos dos veces-10 ^ 20 tiene un futuro impredecible, en conjunto son predecibles. Sabemos que harán lo que siempre hicieron antes. El estándar ANSI 5.1 1973, cuyas salidas están muy bien muestreadas en el Apéndice 2 de “Estimaciones del calor de descomposición para MNR”, por WJ Garland, proporciona la fórmula que sabemos que seguirán.

Entonces, por ejemplo, leyendo el Apéndice 2, un segundo después de que un reactor que ha estado funcionando a tres mil millones de vatios ha reducido su tasa de fisión a cero, la potencia retardada seguirá siendo 0.0625 veces 3 GW, aún 188 megavatios. 4000 segundos, 0.0128 veces 3 GW.

No todos los reactores pueden fundirse automáticamente con esta potencia residual pequeña pero lenta para disminuir, pero los grandes refrigerados por agua de alta potencia sí pueden.

Answer 4

La causa inicial es al menos dos circunstancias extraordinarias. En funcionamiento normal, el núcleo de un reactor nuclear no se derretirá. Hay demasiadas salvaguardas en su lugar. Se necesitan al menos dos eventos importantes para que el combustible se derrita. En Three Mile Island, alguien inadvertidamente apagó algunos equipos sin que las operaciones supieran cómo comenzar la situación y luego los operadores no reconocieron la física y continuaron expulsando el agua del sistema de refrigerante, haciendo imposible enfriar el núcleo lo suficiente. Chernobyl fue causado por un gerente que ordenó que se omitieran los sistemas de seguridad para realizar una prueba y luego se retrasó el inicio de la prueba. Fukushima fue causada por el terremoto que destruyó la capacidad de recibir energía de la red y el tsunami destruyó el suministro de electricidad de respaldo del generador diésel del sitio, lo que eliminó la capacidad de proporcionar agua de refrigeración al núcleo y la piscina de combustible gastado. Las plantas nucleares perforan para responder a emergencias y tienen que simular dos o más condiciones extraordinarias para crear una condición que cause fallas en el combustible y una liberación simulada de radiactividad.

Answer 5

Las plantas de energía nuclear de fisión no se derriten, los núcleos de los reactores de energía nuclear de fisión se han derretido en raras ocasiones. Cabe señalar que las crisis nunca suceden en un reactor que funciona a potencia normal. El calor producido impulsa los generadores que suministran a la red mucha energía. El calor se convierte en energía eléctrica y desaparece para hacer un trabajo útil en algún lugar. La posibilidad de una fusión ocurre cuando el reactor se apaga. En Fukushima, por ejemplo, al detectar el gran terremoto, se cerró. Esto le sucedió a todos los reactores en Japón. Fueron cerrados y sacados de línea. La razón de esto no fue un problema con los reactores, sino con problemas anticipados y potenciales con la red debido al terremoto. Esto es para proteger los generadores que tienen que tener una carga.

Una analogía con un automóvil con una transmisión estándar sería pisar el embrague sin permitir que el motor vuelva a ralentí, pero mantenga el pie en el acelerador. El motor se destruirá a sí mismo con altas RPM a menos que quite el pie del acelerador.

Apagar los reactores por precaución es como quitar el pie del gas.

Incluso con la reacción en cadena de fisión completamente detenida, la descomposición radiactiva de las cosas en el núcleo continúa pero no es reemplazada por la reacción en cadena de fisión. El calor producido por esta desintegración debe tener un lugar adonde ir o simplemente La cantidad de calor generada por la desintegración se reduce sorprendentemente rápido y es solo un pequeño porcentaje de la capacidad de los reactores, sin embargo,

Answer 6

Eso es lo que produce un reactor nuclear, calor. El calor se usa para impulsar turbinas (generalmente con vapor). Por lo tanto, el refrigerante es especialmente importante en un reactor, tanto en funcionamiento normal como en situaciones de emergencia. Sin enfriar, el calor simplemente derrite el núcleo y, si no se lo contiene, se derretirá en agua subterránea y explotará.

Answer 7

Los reactores nucleares se derriten porque el núcleo genera calor más rápido de lo que el sistema de enfriamiento es capaz de eliminarlo. Muy a menudo debido a la pérdida de potencia en las bombas de refrigerante del reactor.

Si pones una olla de agua en una estufa de gas para hervir y luego te encerras fuera de la casa, puedes mirar por la ventana mientras la olla hierve, se pone al rojo vivo y luego deforma la sartén de por vida.

Dado que la línea de suministro a su estufa es básicamente infinita, el gas fluirá hasta que deje de pagar las facturas durante muchos meses, por lo que todo lo que puede hacer es mirar (compró vidrio a prueba de balas). Con un reactor, si no logra mantenerlo refrigerado, deforma y derrite el metal que mantiene una barrera protectora contra la radiación que se encuentra con la naturaleza y destruye todo por el lapso de muchas vidas.