Reactor de agua ligera
El reactor de agua ligera ( LWR ) es un tipo de reactor de neutrones térmicos que utiliza agua normal, a diferencia del agua pesada , como refrigerante y moderador de neutrones ; además, se utiliza como combustible una forma sólida de elementos fisionables. Los reactores de neutrones térmicos son el tipo más común de reactor nuclear y los reactores de agua ligera son el tipo más común de reactor de neutrones térmicos.
Hay tres variedades de reactores de agua ligera: el reactor de agua a presión (PWR), el reactor de agua en ebullición (BWR) y (la mayoría de los diseños) el reactor de agua supercrítica (SCWR).
Después de los descubrimientos de la fisión , la moderación y la posibilidad teórica de una reacción en cadena nuclear , los primeros resultados experimentales mostraron rápidamente que el uranio natural solo podía sufrir una reacción en cadena sostenida utilizando grafito o agua pesada como moderador. Mientras los primeros reactores del mundo ( CP-1 , X10 , etc.) alcanzaban con éxito la criticidad , el enriquecimiento de uranio comenzó a desarrollarse desde un concepto teórico hasta aplicaciones prácticas para cumplir el objetivo del Proyecto Manhattan , construir un explosivo nuclear .
En mayo de 1944, los primeros gramos de uranio enriquecido jamás producidos alcanzaron un nivel crítico en el reactor de baja potencia (LOPO) de Los Alamos , que se utilizó para estimar la masa crítica de U235 para producir la bomba atómica. [1] LOPO no puede considerarse el primer reactor de agua ligera porque su combustible no era un compuesto de uranio sólido revestido con material resistente a la corrosión, sino que estaba compuesto de sal de sulfato de uranilo disuelta en agua. [2] Sin embargo, es el primer reactor acuoso homogéneo y el primer reactor que utiliza uranio enriquecido como combustible y agua corriente como moderador. [1]
Al final de la guerra , siguiendo una idea de Alvin Weinberg , los elementos combustibles de uranio natural se dispusieron en una red en agua ordinaria en la parte superior del reactor X10 para evaluar el factor de multiplicación de neutrones. [3] El propósito de este experimento fue determinar la viabilidad de un reactor nuclear utilizando agua ligera como moderador y refrigerante, y uranio sólido revestido como combustible. Los resultados mostraron que, con un uranio ligeramente enriquecido, se podría alcanzar la criticidad. [4] Este experimento fue el primer paso práctico hacia el reactor de agua ligera.
Después de la Segunda Guerra Mundial y con la disponibilidad de uranio enriquecido, se hicieron factibles nuevos conceptos de reactores. En 1946, Eugene Wigner y Alvin Weinberg propusieron y desarrollaron el concepto de un reactor que utiliza uranio enriquecido como combustible y agua ligera como moderador y refrigerante. [3] Este concepto fue propuesto para un reactor cuyo propósito era probar el comportamiento de materiales bajo flujo de neutrones . Este reactor, el Material Testing Reactor (MTR) , fue construido en Idaho en INL y alcanzó la criticidad el 31 de marzo de 1952. [5] Para el diseño de este reactor fueron necesarios experimentos, por lo que se construyó una maqueta del MTR. en ORNL, para evaluar las prestaciones hidráulicas del circuito primario y luego probar sus características neutrónicas. Esta maqueta de MTR, más tarde llamada Reactor de Prueba de Baja Intensidad (LITR), alcanzó la criticidad el 4 de febrero de 1950 [6] y fue el primer reactor de agua ligera del mundo. [7]
