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El reactor nuclear CANDU recibió su nombre porque este diseño de reactor de agua pesada se desarrolló en Canadá: representa el CANADA Deuterio de uranio. El deuterio es el elemento principal en el agua pesada, y el uranio es el combustible utilizado en esta clase de reactor.
Reactores nucleares de agua pesada CANDU en el mundo
Todos los 20 reactores nucleares de Canadá son del diseño CANDU. Otras naciones con reactores CANDU incluyen Argentina, China, India, Corea del Sur, Pakistán y Rumania.
India también tiene 16 "derivados de CANDU" o reactores genéricos de moderado de agua pesada. Los 48 reactores CANDU y los derivados CANDU comprenden casi el 11 por ciento de los reactores en todo el mundo.
Se estima que las centrales eléctricas que utilizan el diseño CANDU generan más de 23,000 megavatios, aproximadamente el 21 por ciento de la electricidad producida por la energía nuclear. Un megavatio generalmente es suficiente para alimentar 750 hogares de tamaño medio.
Cómo los reactores CANDU difieren de los reactores de agua ligera
Los reactores nucleares de agua pesada y los reactores nucleares de agua ligera difieren en cómo crean y administran la compleja física de la fisión nuclear o división de átomos que produce la energía y calor para crear vapor para impulsar generadores. Los reactores nucleares en uso en los Estados Unidos son todos diseños de agua ligera. Varias diferencias importantes distinguen entre los reactores de agua ligera y el diseño moderado de agua pesada CANDU, que incluyen las siguientes características de diseño.
Núcleo: El núcleo de un reactor CANDU se mantiene en un tanque cilíndrico horizontal llamado calandria. Los canales de combustible van desde un extremo de la calandria hasta el otro. Cada canal dentro de la calandria tiene dos tubos concéntricos. El tubo exterior es el tubo de calandria y el interior es el tubo de presión. El tubo interno contiene el combustible y el refrigerante a presión de agua pesada.
Este diseño permite repostar durante el funcionamiento.
Por el contrario, el núcleo de un reactor de agua ligera es vertical y contiene conjuntos de combustible verticales que son haces de tubos metálicos llenos de pastillas de combustible. El núcleo del reactor se mantiene en un recipiente de contención.
Combustible: A diferencia de otros reactores nucleares diseñados para usar combustible de uranio enriquecido y agua ligera como moderador, los reactores de agua pesada CANDU usan óxido de uranio natural no enriquecido como combustible y agua pesada como moderador.
Moderador: El moderador es el material en el núcleo del reactor que ralentiza los neutrones liberados de la fisión, por lo que causa más fisión y sostiene la reacción en cadena. El moderador en reactores de agua ligera es agua ordinaria, pero el reactor de agua pesada CANDU usa agua pesada u óxido de deuterio, que tiene una fórmula química de D20.
A diferencia del agua ordinaria con su composición química familiar de H20, el agua pesada incluye dos átomos de deuterio.A diferencia del hidrógeno ordinario que no tiene neutrones y un protón en su forma más común, el deuterio tiene un neutrón en el centro.
Refrigerante: El refrigerante circula a través de un núcleo de reactor nuclear para transferir el calor lejos de él y evitar una fusión que detenga la producción de energía. El moderador de agua también funciona como refrigerante primario en reactores de agua ligera.
El reactor CANDU usa refrigerante de agua ligera o pesada.
Cómo funciona un reactor CANDU para generar electricidad
El refrigerante de agua pesada se bombea a través de los tubos del núcleo del reactor en un circuito cerrado. Los tubos contienen haces de combustible para recoger el calor generado por la fisión nuclear que tiene lugar en el núcleo. El circuito de refrigerante de agua pesada pasa a través de generadores de vapor donde el calor del agua pesada hierve agua ordinaria en vapor de alta presión. El agua pesada, ahora más fría, se hace circular nuevamente al reactor a medida que continúa el ciclo de enfriamiento de circuito cerrado.
El vapor de alta presión del generador de vapor se canaliza fuera del edificio de contención del reactor para alimentar las turbinas convencionales. Estas turbinas conducen generadores para producir electricidad que luego se distribuye a la red. El reactor nuclear está separado del equipo utilizado para producir electricidad.
El vapor que sale de la turbina se condensa de nuevo en agua y se bombea nuevamente al generador de vapor.
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