Sistema de seguridad del reactor nuclear
Los tres objetivos principales de los sistemas de seguridad de los reactores nucleares definidos por la Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos son apagar el reactor, mantenerlo en condición de apagado y evitar la liberación de material radiactivo. [1]
Un sistema de protección del reactor está diseñado para terminar inmediatamente la reacción nuclear. Al romper la reacción en cadena nuclear , se elimina la fuente de calor. Luego, se pueden usar otros sistemas para eliminar el calor de descomposición del núcleo. Todas las plantas nucleares tienen algún tipo de sistema de protección de reactores.
Las barras de control son una serie de barras que se pueden insertar rápidamente en el núcleo del reactor para absorber neutrones y terminar rápidamente la reacción nuclear. [2] Por lo general, se componen de actínidos , lantánidos , metales de transición y boro , [3] en varias aleaciones con respaldo estructural como el acero. Además de ser absorbentes de neutrones, las aleaciones utilizadas también deben tener al menos un bajo coeficiente de expansión térmica para que no se atasquen a altas temperaturas, y deben ser autolubricantes metal sobre metal, porque a las temperaturas experimentadas por los núcleos de los reactores nucleares, la lubricación con aceite se ensuciaría demasiado rápido.
Los reactores de agua hirviendo pueden SCRAM completamente el reactor con la ayuda de sus barras de control. [2] En el caso de un accidente de pérdida de refrigerante ( LOCA ), la pérdida de agua del sistema de enfriamiento primario se puede compensar con agua normal bombeada al circuito de enfriamiento. Por otro lado, el sistema de control de líquido de reserva (SLC) consiste en una solución que contiene ácido bórico , que actúa como un veneno de neutrones e inunda rápidamente el núcleo en caso de problemas con la detención de la reacción en cadena. [4]
Los reactores de agua a presión también pueden SCRAM completamente el reactor con la ayuda de sus barras de control. Los PWR también usan ácido bórico para realizar ajustes finos en el nivel de potencia del reactor, o reactividad, usando su Sistema de Control de Volumen y Químicos (CVCS). [5] En el caso de LOCA, los PWR tienen tres fuentes de agua de enfriamiento de respaldo, inyección de alta presión (HPI), inyección de baja presión (LPI) y tanques de inundación de núcleo (CFT). [6] Todos usan agua con una alta concentración de boro.
El sistema de agua de servicio esencial (ESWS) hace circular el agua que enfría los intercambiadores de calor de la planta y otros componentes antes de disipar el calor en el medio ambiente. Debido a que esto incluye enfriar los sistemas que eliminan el calor de descomposición tanto del sistema primario como de los estanques de enfriamiento de las barras de combustible gastado , el ESWS es un sistema crítico para la seguridad. [7] Dado que el agua se extrae con frecuencia de un río adyacente, el mar u otra masa de agua grande, el sistema puede estar contaminado por algas, organismos marinos, contaminación por petróleo, hielo y escombros. [7] [8] En lugares sin una gran masa de agua en la que disipar el calor, el agua se recircula a través de una torre de enfriamiento .
