¿Qué es la criticidad en una central nuclear?

Cuando el reactor de división de átomos de una central nuclear está funcionando normalmente, se dice que es "crítico" o en un estado de "criticidad". "

Usar el término" criticalidad "puede parecer contra-intuitivo como una forma de describir la normalidad. En el lenguaje cotidiano, la palabra a menudo describe situaciones con potencial para el desastre. Sin embargo, en el contexto de la energía nuclear, la "criticidad" indica que un reactor está funcionando de manera segura.

La criticalidad es un estado equilibrado

Los reactores nucleares usan varillas de combustible de uranio, largos, delgados tubos de zirconio que contienen gránulos de material fisionable para generar energía mediante la fisión. La fisión es el proceso de dividir los núcleos de átomos de uranio para liberar neutrones que a su vez separan más átomos, liberando más neutrones. La criticidad significa que un reactor está controlando una reacción de cadena de fisión sostenida, donde cada evento de fisión libera una cantidad suficiente de neutrones para mantener una serie de reacciones en curso.

En el estado equilibrado de criticidad, las barras de combustible dentro de un reactor nuclear están produciendo y perdiendo una cantidad constante de neutrones, y el sistema de energía nuclear es estable.

La fisión produce una gran cantidad de energía en forma de calor y radiación muy altos. Es por eso que los reactores están alojados en estructuras selladas bajo gruesas cúpulas de concreto reforzado con metal. Las plantas de energía aprovechan esta energía y el calor para producir vapor para impulsar generadores que producen electricidad.

Control de la criticidad

Cuando se inicia un reactor, el número de neutrones aumenta lentamente de forma controlada. Las barras de control que absorben neutrones en el núcleo del reactor se usan para calibrar la producción de neutrones. Las barras de control están hechas de elementos que absorben neutrones, como cadmio, boro o hafnio.

Cuanto más profundas se bajan las varillas en el núcleo del reactor, más neutrones absorben las varillas y se produce menos fisión. Los técnicos levantan o bajan las varillas de control hacia el núcleo del reactor dependiendo de si se desea más o menos fisión, producción de neutrones y potencia.

En caso de que se produzca un mal funcionamiento, los técnicos pueden sumergir de forma remota las barras de control en el núcleo del reactor para absorber rápidamente los neutrones y detener la reacción nuclear.

¿Qué es la Supercriticidad?

En la puesta en marcha, el reactor nuclear se pone brevemente en un estado que produce más neutrones que los que se pierden. Esta condición se llama estado "supercrítico", que permite que la población de neutrones aumente y se produzca más potencia. Cuando se alcanza la producción de potencia deseada, se realizan ajustes para colocar el reactor en estado crítico que mantenga el equilibrio de neutrones y la producción de potencia. A veces, como para el apagado de mantenimiento o el reabastecimiento de combustible, los reactores se colocan en un estado "subcrítico" para que la producción de neutrones y energía disminuya.

Lejos del estado preocupante que sugiere su nombre, la criticidad es un estado deseable y necesario para que una planta de energía nuclear produzca un flujo constante y constante de energía.