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Funcionamiento de las Centrales Nucleares
Este bloque contiene preguntas sobre:
    • Tecnología nuclear de las centrales, funcionamiento de los reactores, edificios, área nuclear y resto de la central.
    • Combustible.
    • Impacto de la central en su entorno.
    • Vida útil.
    • Mantenimiento y actualización de las instalaciones.

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Documentos de referencia

¿Las centrales contaminan el entorno donde se encuentran ubicadas?

No, las centrales nucleares funcionan con estrictos controles que son supervisados por la Autoridad Reguladora, que en el caso español es el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN). Existe un Programa de Vigilancia de la Radiación Ambiental (PVRA) en el que se siguen las medidas tomadas por los detectores de radiación y se tomas muestras de alimentos terrestres y fondos marinos o fluviales del entorno de las centrales. Este programa PVRA empezó a medirse antes de la operación de las centrales nucleares y durante la operación de las mismas y no se han observado cambios en los resultados.

Cada año el CSN explica los resultados de estos programas a la Comisión de Industria del Congreso de los Diputados. Esta documentación es pública.

¿Las centrales nucleares desprenden gases de efecto invernadero?

Las centrales nucleares, al no tener ningún proceso de combustión en su generación eléctrica, no emiten gases de efecto invernadero (CO2) ni otros. En el año 2015 la energía nuclear ha contribuido con un 37%, aproximadamente, de la producción eléctrica no emisora, que a su vez fue un 56% del total de la producción, por esto, sin contar con la energía nuclear, será difícil conseguir los acuerdos de descarbonización de la pasada COP21 en París.

Por qué las centrales nucleares tienen grandes chimeneas que normalmente desprenden mucho humo?

No son chimeneas, son las torres que producen la refrigeración del agua del sistema que se emplea para condensar el vapor que sale de la turbina.

El penacho que se observa es una niebla formada por gotitas de agua, que se forma por la alta humedad del aire de refrigeración a la salida de las torres.

¿Todas las centrales nucleares son iguales? ¿Qué tipos de reactores hay?

Las tecnologías de las centrales en operación son diversas. Por otra parte, algunos de los reactores de Generación IV que se encuentran en construcción son también de diferentes tecnologías.

Las tecnologías son:

    • Agua a presión (PWR), 227 en el mundo. En construcción: Argentina 1, Brasil 1, Corea del Sur 4, China 23, Eslovaquia 2, Estados Unidos 5, Finlandia 1, Francia 1, India 1, Pakistán 2, Rusia 8, Ucrania 2, Emiratos Árabes 4 y Bielorusia 2.

    • Agua en ebullición (BWR), 80 en el mundo. En construcción: Japón 2 y Taiwán 2.

    • Agua a presión como refrigerante y agua pesada como moderador (PHWR), 49 en el mundo. En construcción: India 4.

    • Reactores reproductores rápidos refrigerados por sodio (FBR). En construcción: India 1 y Rusia 1.

    • Reactores refrigerados por agua en ebullición y moderados por grafito (LWGR o RBMK), 15 en el mundo. Ninguno en construcción.

    • Reactores refrigerados por gas y moderados por grafito (GCR), 15 en el mundo. Ninguno en construcción.

    • Reactor de Generación IV en China de alta temperatura y refrigerado por gas (HTGR).

¿Qué vida tienen las centrales nucleares?

Las centrales nucleares se diseñan con una estimación de vida de 40 años, aunque no existe ninguna limitación legal sobre la duración de la operación. Si la central está bien mantenida y se realizan en ella continuas inversiones de mejora (en el caso de España son 40 millones de euros por central y año), la operación puede ser a largo plazo y más allá de los 40 años indicados.

En países como EE.UU. más del 60% de las centrales tienen el permiso de licencia para operar a 60 años, siempre que se demuestre frente al organismo regulador competente (Nuclear Regulatory Commission), que dispone de las condiciones de seguridad requeridas para operar ese tiempo, en el que la seguridad es supervisada continuamente.

El funcionamiento del parque nuclear en España hasta los 60 años, significaría la producción de 1.200.000 millones de kWh, que es equivalente al consumo eléctrico de todo el país durante cuatro años, y evitaría la emisión de más de 800 millones de toneladas de CO2 a la atmosfera.

¿Por qué se enriquece el uranio?

El uranio se encuentra en la naturaleza como U238 y tiene un isótopo en estado natural en una proporción del 0,7%, que es el uranio fisionable (U235) porque su núcleo se puede por el impacto de un neutrón con una energía determinada.

Al fisionarse (dividirse), se generan otros componentes de menor masa atómica y se produce una elevada cantidad de energía calorífica por la famosa ecuación de Albert Einstein E=MC2.

La mayoría de los reactores necesitan una concentración de U235 superior a la que existe en su estado natural, por eso es necesario someterlo a un enriquecimiento hasta alcanzar concentraciones de U235 del orden del 4% al 5% de manera que permita generar la energía térmica necesaria y convertirla en electricidad.

Existen diversas técnicas para el enriquecimiento, que puede ser por difusión o por centrifugación, que en ambos casos son procesos industriales.

El uranio de los reactores térmicos comerciales no sirve para fines bélicos donde el U235 debe encontrarse en concentraciones superiores al 90%.

¿Qué pasa con el agua que vierten a los ríos las centrales nucleares?

Las centrales nucleares generan emisiones de efluentes radiactivos en cantidades limitadas, de acuerdo con la regulación. Estas emisiones quedan registradas y son objeto de continuo seguimiento mediante un extenso programa de análisis realizado por entidades independientes y por la administración. Los valores de esos efluentes, medidos en términos de actividad radiológica y de dosis, son mil veces inferiores a lo permitido.

Independientemente, existe un Programa de Vigilancia de la Radiación Ambiental (PVRA) que incluye muestras en la zona de las centrales y su área de influencia, incluyendo mar y ríos. Como las mediciones se empiezan a realizar antes de la puesta en servicio de las instalaciones nucleares, se puede observar que los resultados no se han visto alterados por la operación de estas.

¿Cómo llega el combustible hasta la central? ¿Y cómo se gestiona el combustible gastado?

El combustible nuevo llega a la central correspondiente dentro de unos contenedores de transporte que aseguran una atmósfera presurizada e inerte. Debemos destacar que el combustible nuevo nunca ha sido irradiado por lo que las personas pueden estar cerca de el sin tener que adoptar medidas especiales, simplemente con un contador operacional de radiactividad.

El combustible gastado se almacena en el edificio de combustible de las centrales y debe estar refrigerado como mínimo unos cinco años en unas piscinas con agua, para poder ser introducido en un contenedor y transportado a un Almacén Temporal Individualizado (ATI) o Centralizado (ATC).

Cabe la posibilidad de reutilizar el combustible gastado mediante un reprocesamiento y fabricar nuevos elementos combustibles a partir de él.

¿Cuánto tiempo puede estar el combustible gastado en las piscinas de la central?

Puede estar indefinidamente. El único límite es la capacidad de almacenamiento de las piscinas. Como mínimo los elementos estarán cinco años en la piscina de combustible gastado antes de ser trasladado a un Almacén Temporal Individualizado (ATI) o Centralizado (ATC).

¿Qué cantidad de combustible necesita una central nuclear durante un ciclo operativo?

Las centrales nucleares, en general, cambian un tercio de los elementos combustibles del reactor en cada recarga, que se produce tras un período de operación entre 18 y 24 meses, dependiendo del diseño del núcleo y el porcentaje de enriquecimiento del U235.

Un reactor de agua a presión (PWR) contiene unos 160 elementos combustibles, de los que en cada recarga se cambian aproximadamente 50 por otros nuevos, mientras que los 50 más antiguos pasan a la piscina de combustible gastado.

Una vez finalizadas las operaciones de mantenimiento que se realizan en una recarga, y con el núcleo renovado, se inicia un nuevo ciclo de operación.

¿Se puede reutilizar el combustible gastado?

Si, existen técnicas de reprocesamiento que permiten reutilizar parte del combustible con elementos llamados MOX. También se podría lograr la utilización futura de los actuales elementos gastados en otros tipos de reactores que se encuentran en estos momentos en desarrollo.

Por estas razones, en España se ha decidido construir un Almacén Temporal Centralizado para mantener los elementos durante unos 100 años, con el fin de tener oportunidad de reutilización del combustible gastado.

¿Cuál es el futuro de las centrales nucleares? ¿Cuáles son las nuevas tecnologías en investigación?

Las centrales nucleares que en estos momentos están en construcción son diseños mejorados respecto a las centrales actuales, tipo PWR y BWR básicamente.

Por otro lado están los diseños y desarrollos de reactores de alta temperatura y reactores rápidos, que permitirán la reutilización del combustible irradiado que no es válido para los reactores actuales.

También se encuentra en fase de desarrollo los reactores pequeños modulares, llamados Small Modular Reactor, con una potencia aproximada del orden de los 300 MW, que podrán ser utilizados en plataformas flotantes para utilizaciones puntuales en puntos de consumo específico.

Por otra parte, la operación a largo plazo de las centrales actuales tiene sentido, ya que son seguras y fiables y permiten la producción a bajo coste.

Las centrales nucleares se diseñan con una estimación de vida de 40 años, aunque no existe ninguna limitación legal sobre la duración de la operación. Si la central está bien mantenida y se realizan en ella continuas inversiones de mejora (en el caso de España son 40 millones de euros por central y año), la operación puede ser a largo plazo y más allá de los 40 años indicados.

En países como EE.UU. más del 60% de las centrales tienen el permiso de licencia para operar a 60 años, siempre que se demuestre frente al organismo regulador competente (Nuclear Regulatory Commission), que dispone de las condiciones de seguridad requeridas para operar ese tiempo, en el que la seguridad es supervisada continuamente.

El funcionamiento del parque nuclear en España hasta los 60 años, significaría la producción de 1.200.000 millones de kWh, que es equivalente al consumo eléctrico de todo el país durante cuatro años, y evitaría la emisión de más de 800 millones de toneladas de CO2 a la atmosfera.

¿Qué impacto radiológico tienen las centrales durante la operación normal?

Las emisiones de radioisótopos durante la operación de la central se regula por procedimientos de operación aprobados. Provienen especialmente del venteo filtrado de la contención y se realizan con estricto control de la actividad emitida y el momento en que se emite, con el fin, por ejemplo, de conocer el estado de las condiciones meteorológicas y así asegurar la máxima dispersión. Además de los controles obligados de la propia instalación, el CSN dispone de una red de medida de dosis en todo el territorio español, especialmente en los alrededores de las centrales, que puede ser libremente consultado en su página web. Los resultados del Programa de Vigilancia de la Radiación Ambiental (PVRA) demuestran que las condiciones ambientales antes de la operación de las centrales nucleares y después han permanecido intactas.

¿Qué mejoras han incorporado las Centrales tras el accidente de Fukushima?

Las principales lecciones aprendidas tras Fukushima radican en la necesidad de mantener la refrigeración del núcleo en situaciones de aislamiento energético y en garantizar la habitabilidad de las zonas donde los operarios desarrollen su trabajo en caso de accidente severo.

Esto se traduce en la construcción de Centros Avanzados de Gestión de Emergencias, con sistemas independientes y aislados del exterior, la protección extra de los elementos de emergencia que garantizan la autonomía energética de la central y la disposición de bombas diésel portátiles que permitan establecer un caudal extra de refrigeración al núcleo.

Ver este enlace de FORO NUCLEAR

¿Qué protección tienen las centrales frente a ataques terroristas?

La primera protección es la dificultad que supone provocar un accidente desde el interior de la central. Los aspectos de la seguridad física están protegidos por secreto, pero las fuerzas y cuerpos de seguridad del estado están en las centrales para garantizar su seguridad frente a ataques externos. Asimismo, las contenciones donde se aloja el reactor son edificios robustos con cálculos que podrían resistir el impacto de un avión de pasajeros sin perder la integridad.


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