ENERG

1
ENERGÍA NUCLEAR
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Energía nuclear.-

• Radiactividad natural
• Radiación alfa 42He (núcleos de Helio)
• Radiación beta 0-1e (electrones)
• Radiación gamma (no tiene naturaleza material)

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Energía nuclear.-

• Transmutación artificial
• Se obliga a los núcleos de algunos elementos a
  transformarse (transmutarse) en otros.
• Bombardearon Nitrógeno con partículas alfa,
  obteniendo núcleos de oxígeno y protones.
• 147N 42He 178º 11H

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Energía nuclear.-

• Radiactividad artificial
• Irene Curie y su esposo bombardearon aluminio con
  partículas alfa.
• Obtuvieron un isótopo del fósforo, el 3015P (no
  existe en la naturaleza) que es radiactivo, es
  decir, se desintegra espontáneamente.
• 2713Al 42He 3015P 10n
• 3015P 3014Si 01e (positrón)

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Energía nuclear

• E m x c2
• c 3 x 108 m/s
• 1 kg de masa equivale a 9 x 106 J
• 1 u 1,6605 x 10-27 Kg
• 1 Mev 1,602 x 10-13 J
• 1 u equivale a 931,2 Mev

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Reacciones nucleares

• Fisión nuclear
• En 1938, Hahn y Strassmann bombardearon uranio
  con neutrones lentos.
• Una de las variedades isotópicas del uranio
  (23592U) se hacía inestable y se desdoblaba (se
  fisionaba).
• Se produce tremenda energía y desprendimiento de
  nuevos neutrones capaces de seguir la reacción
  inicial (reacción en cadena).
• Fisión de un núcleo de Uranio U-235 200 Mev

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(No Transcript)
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Reacciones nucleares

• Fusión nuclear
• También llamadas termonucleares (tienen lugar a
  muy elevada temperatura, del orden de 109 º C).
• Consiste en la unión de núcleos ligeros para
  producir un núcleo más complejo.
• Se desprende más energía que en las de fisión.
• 4 11H 42He 2 01e energía

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(No Transcript)
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El reactor nuclear.-

• Hechos en los que se basa
• La reacción en cadena es cada vez mayor. Si no se
  controla, transcurrirá con violencia explosiva.
• Los neutrones desprendidos tienen energía elevada
  (1 Mev) y no son aptos para la fisión. Es
  necesario frenarlos (0,02 ev de energía)
  haciéndolos chocar contra átomos de sustancias
  llamados moderadores.
• Los neutrones producidos
• Pueden escaparse sin producir reacción alguna.
• Pueden ser absorbidos por impurezas.
• Pueden ser absorbidos por núcleos de U-238 sin
  producir fisión.
• Pueden ser absorbidos por núcleos de U-235 y
  fisionarlos, dando otros neutrones.
• Por tanto, es necesario una masa mínima llamada
  masa crítica. Que en el caso del U-235 es de
  entre 1 y 2 Kg.

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El reactor nuclear.-

• Hechos en los que se basa
• Para que transcurra la reacción en cadena, el nº
  de neutrones producido en un tiempo determinado
  ha de ser mayor que la suma de los absorbidos y
  los perdidos en ese mismo tiempo.
• K neutrones producidos __
• (neutrones absorbidosneutrones
  perdidos)
• Si K 1, la reacción en cadena será crítica o
  estacionaria.
• Si K gt 1, será supercrítica, verificándose cada
  vez más rápidamente, de forma explosiva.
• Si K lt 1, la reacción es subcrítica, decreciendo
  con el tiempo.

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(No Transcript)
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El reactor nuclear.-

• Características de un reactor nuclear
• El núcleo. Contiene el combustible, así como el
  moderador y las barras de control.
• Un fluido refrigerante. Transporta el calor de la
  reacción de fisión. Suele ser agua ordinaria,
  agua pesada, gas o metal líquido.
• El reflector. Rodea al núcleo y evita la fuga de
  neutrones. Su material es similar al moderador.
• Blindaje de hormigón. Rodea al reactor nuclear y
  protege al exterior de los neutrones y
  radiaciones.

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El reactor nuclear.-

• Tipos de reactores nucleares
• (en función de su utilización)
• Reactores de producción de potencia.
• Reactores de investigación.
• Reactores reproductores.

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El reactor nuclear.-

• Tipos de reactores nucleares
• (en función del combustible, refrigerante y
  moderador)
• Reactores tipo GCR.-
• Combustible Uranio natural.
• Refrigerante CO2, helio o aire.
• Moderador Grafito.

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El reactor nuclear.-

• Tipos de reactores nucleares
• (en función del combustible, refrigerante y
  moderador)
• Reactores tipo LWR.-
• Combustible Uranio enriquecido.
• Refrigerante agua ligera.
• Moderador agua ligera.

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El reactor nuclear.-

• Tipos de reactores nucleares
• (en función del combustible, refrigerante y
  moderador)
• Reactores de uranio-agua pesada.-
• Combustible Uranio natural o enriquecido.
• Refrigerante agua pesada y agua ligera.
• Moderador agua pesada.

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El reactor nuclear.-

• Tipos de reactores nucleares
• (en función del combustible, refrigerante y
  moderador)
• Reactores tipo HTGR.-
• Combustible U-235 enriquecido.
• Refrigerante helio.
• Moderador grafito.

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El reactor nuclear.-

• Tipos de reactores nucleares
• (en función del combustible, refrigerante y
  moderador)
• Reactores rápidos.-
• Combustible plutonio y uranio natural.
• Refrigerante sodio.
• Moderador no tienen.

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Centrales nucleares.-

• Transformaciones energéticas
• En el interior del reactor
• Energía nuclear Energía calorífica
• En las turbinas
• Energía calorífica Energía mecánica
• En el generador (alternador)
• Energía mecánica Energía eléctrica

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(No Transcript)
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Funcionamiento de una central.-