Magnox es un tipo de reactor de producción / energía nuclear que fue diseñado para funcionar con uranio natural con grafito como moderador y dióxido de carbono como refrigerante de intercambio de calor . Pertenece a la clase más amplia de reactores refrigerados por gas . El nombre proviene de la aleación de magnesio y aluminio que se usa para revestir las barras de combustible dentro del reactor. Como la mayoría de los otros " reactores nucleares de generación I ", el Magnox fue diseñado con el doble propósito de producir energía eléctrica y plutonio-239 para elincipiente programa de armas nucleares en Gran Bretaña . El nombre se refiere específicamente al diseño del Reino Unido, pero a veces se usa genéricamente para referirse a cualquier reactor similar.
Al igual que otros reactores productores de plutonio, la conservación de neutrones es un elemento clave del diseño. En magnox, los neutrones se moderan en grandes bloques de grafito . La eficiencia del grafito como moderador permite que el Magnox funcione con combustible de uranio natural , en contraste con el reactor comercial de agua ligera más común que requiere uranio ligeramente enriquecido . El grafito se oxida fácilmente en el aire, por lo que el núcleo se enfría con CO 2 , que luego se bombea a un intercambiador de calor para generar vapor para impulsar la turbina de vapor convencional.equipos para la producción de energía. El núcleo está abierto en un extremo, por lo que se pueden agregar o quitar elementos combustibles mientras el reactor aún está en funcionamiento.
La capacidad de "uso dual" del diseño de Magnox llevó al Reino Unido a acumular una gran cantidad de plutonio de grado combustible / "grado de reactor", con la ayuda de la instalación de reprocesamiento B205 . La característica de quemado de bajo a intermedio del diseño del reactor se convertiría en responsable de los cambios en las clasificaciones reglamentarias de los EE. UU. Después de la prueba de detonación de plutonio de "grado de reactor" de los EE. UU. Y el Reino Unido de la década de 1960. A pesar de la mejora de sus capacidades de generación de electricidad en décadas posteriores, marcada por la transición a la energía eléctrica se conviertan en el objetivo operativo primario, reactores Magnox nunca fueron capaces de generar consistentemente alta eficiencia / alta de combustible " burn-ups "debido a la desventaja de su diseño y el uranio naturalpatrimonio, en comparación con los reactores de agua a presión , el diseño de reactor de potencia más extendido.
En total, solo se construyeron unas pocas docenas de reactores de este tipo, la mayoría de ellos en el Reino Unido desde la década de 1950 hasta la de 1970, y muy pocos se exportaron a otros países. El primer reactor magnox que entró en funcionamiento fue Calder Hall (en el sitio de Sellafield ) en 1956, frecuentemente considerado como el "primer reactor productor de electricidad a escala comercial en el mundo", mientras que el último en Gran Bretaña en cerrar fue el Reactor 1 en Wylfa ( on Ynys Môn ) en 2015. A partir de 2016 [actualizar], Corea del Norte sigue siendo el único operador que sigue utilizando reactores de estilo Magnox, en el Centro de Investigación Científica Nuclear de Yongbyon . El diseño de Magnox fue reemplazado por el reactor avanzado refrigerado por gas, que se enfría de manera similar pero incluye cambios para mejorar su desempeño económico.
El primer reactor nuclear a gran escala del Reino Unido fue Windscale Pile en Sellafield . La pila se diseñó para la producción de plutonio-239, que se generó en reacciones de varias semanas que tienen lugar en combustible de uranio natural . En condiciones normales, el uranio natural no es lo suficientemente sensible a sus propios neutrones para mantener una reacción en cadena . Para mejorar la sensibilidad del combustible a los neutrones, se utiliza un moderador de neutrones , en este caso grafito altamente purificado . [1] [2]
Los reactores consistían en un enorme cubo de este material (la "pila") formado por muchos bloques más pequeños y perforado horizontalmente para hacer una gran cantidad de canales de combustible . El combustible de uranio se colocó en botes de aluminio y se empujó hacia los canales en el frente, empujando los botes de combustible anteriores a través del canal y fuera de la parte posterior del reactor, donde cayeron en un charco de agua. El sistema fue diseñado para funcionar a bajas temperaturas y niveles de potencia y se enfrió por aire con la ayuda de grandes ventiladores. [1] [2]