Desde el año 2000, el GenIV International Forum (#GIF) ha liderado la cooperación internacional para la investigación y el desarrollo de los reactores nucleares de Generación IV. Hoy os presentamos uno de nuestros favoritos: los reactores refrigerados por plomo
El pasado 8 de junio @RosatomGlobal inició la construcción del reactor BREST-OD-300. Por eso, desde JJNN queremos aprovechar la ocasión para contaros un poco más acerca de los potenciales beneficios de esta prometedora tecnología
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Los reactores refrigerados por plomo cuentan con la mayor experiencia operativa entre todos los diseños que utilizan metales líquidos como refrigerante, en gran parte debido a su despliegue en el programa naval de la URSS
Un ejemplo de ello son los submarinos de la Clase Alfa o, en su denominación soviética, el Proyecto 705 ‘Lira’. Propulsados por un reactor nuclear refrigerado por una mezcla de plomo y bismuto, estos submarinos podían alcanzar velocidades de hasta 80 km/h!
La principal ventaja de utilizar plomo líquido como refrigerante es que permite diseñar el reactor en un formato muy compact o. Además, ofrece un conjunto de características que proporcionan aún mayor seguridad. A continuación, os presentaremos el Top 5⃣
1⃣El plomo no reacciona de forma exotérmica con el agua. Esto supone una gran ventaja respecto a los reactores refrigerados por sodio, también de Gen IV, ya que el sodio reacciona violentamente con el agua y se incendia al entrar en contacto con el aire 🔥
2⃣Presenta una temperatura de ebullición muy elevada (1749°C), lo que posibilita la operación del reactor a bajas presiones. Esto reduce drásticamente el riesgo de sufrir un accidente de pérdida de refrigerante, generalmente conocido como LOCA (Loss Of Coolant Accident)
Para todo el que quiera profundizar en los conceptos básicos de seguridad nuclear relacionados con los reactores PWR, entre ellos el accidente tipo LOCA, recomendamos esta ponencia de nuestro compañero @LuisfePu239 en el Seminario de Reactores Avanzados
3⃣Posee un gran potencial para eliminar el calor residual. La diferencia de densidad entre el plomo que circula por el foco caliente (reactor) y el foco frío (generador de vapor) da lugar a la convección natural, lo que permite refrigerar el reactor de forma totalmente pasiva
El hecho de no depender de fuentes de energía externas y/o la intervención del operador para extraer el calor residual del reactor hace que accidentes tipo Station Blackout, como fue el caso de #Fukushima en 2011, sean altamente improbables
4⃣El plomo forma compuestos químicos con los elementos iodo y cesio, dos de los productos de fisión más perjudiciales en caso de accidente. Por tanto, en caso de producirse un fallo en una barra de combustible, el propio refrigerante sería capaz de retener parte de esos elementos
5⃣Gracias a su elevada densidad (11.3 g/cm3) y número atómico (82), el plomo ofrece un blindaje inherente de la radiación gamma. Este tipo de radiación procede principalmente de la propia reacción de fisión y de la desintegración de los productos de fisión
Sin embargo, existen desafíos todavía por resolver. El más importante se debe a la corrosión de los aceros estructurales en contacto con el plomo a alta temperatura. Esta tendencia requiere una cuidadosa selección de materiales y su monitorización durante la operación del reactor
Por último, destacar que el uso de plomo líquido como refrigerante resulta en un espectro de neutrones rápido, facilitando la producción de material fisible a partir de U-238 (La nuclear, además de limpia, sería #renovable!). Pero eso lo dejamos para otro hilo😉
Referencias:
📕leadcold.com
📗www-pub.iaea.org/MTCD/Publicati…
📘aris.iaea.org/sites/power.ht…
📙gen-4.org/gif/
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