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ENERGÍA NUCLEAR

ENERGÍA NUCLEAR. Energía nuclear.-. Radiactividad natural : Radiación alfa: 4 2 He (núcleos de Helio) Radiación beta: 0 -1 e (electrones) Radiación gamma: (no tiene naturaleza material). Energía nuclear.-. Transmutación artificial :

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ENERGÍA NUCLEAR

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Presentation Transcript

  1. ENERGÍA NUCLEAR

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

  3. 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

  4. 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)

  5. 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

  6. 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

  7. 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

  8. 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.

  9. 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 absorbidos+neutrones perdidos) • Si K = 1, la reacción en cadena será crítica o estacionaria. • Si K > 1, será supercrítica, verificándose cada vez más rápidamente, de forma explosiva. • Si K < 1, la reacción es subcrítica, decreciendo con el tiempo.

  10. 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.

  11. El reactor nuclear.- Tipos de reactores nucleares: (en función de su utilización) • Reactores de producción de potencia. • Reactores de investigación. • Reactores reproductores.

  12. 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.

  13. 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.

  14. 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.

  15. 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.

  16. 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.

  17. 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

  18. Funcionamiento de una central.-

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