Introducción: un poco de historia
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- Antonia Sáez Camacho
- hace 6 años
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1 ENERGÍA NUCLEAR Introducción: desarrollo histórico Conceptos fundamentales Energía nuclear de fisión Funcionamiento de los reactores de fisión Seguridad de los reactores de fisión La energía nuclear en España, Europa. Tratamiento de residuos Energía nuclear de fusión
2 Introducción: un poco de historia La radiactividad natural descubierta por Henri Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie en Francia en 1898 (Premio Nóbel de física de 1903 y de química en 1911). Pierre sugirió el uso de radioterapia contra el cáncer y experimentó con el mismo para hacer radiografias, tenia las manos ulceradas. Murió en 1906 atropellado, Marie en 1934 de leucemia. 1905: Albert Einstein publica la ecuación E = mc2 dentro de su Teoría de la Relatividad.
3 Introducción: un poco de historia 1911: Ernest Rutherford descubre la estructura atómica y el núcleo (Premio Nóbel de química 1908). Junto con Hans Geiger construyen los primeros contadores de radiactividad. 1930: James Chadwick descubre el neutrón y con ello se cierra el conocimiento sobre la estructura del núcleo atómico.
4 Introducción: un poco de historia 1935: un grupo de científicos (Hahn, Strasman, Meitner y Frish) descubren la posibilidad de fisionar el núcleo y las enormes aplicaciones implicadas. Enrico Fermi desarrolló el primer reactor nuclear, al producir una reacción nuclear controlada, en la Universidad de Chicago en : primera central nuclear comercial para la producción de electricidad en Pennsylvania (EE.UU.) Gran desarrollo energía nuclear en los países desarrollados en la década de 1970 y En la década de 1990 se produjo abandono nuclear, actualmente de nuevo hay una fuerte expansión en países en desarrollo (China, India, Corea) y se abre el debate para retomar la alternativa nuclear en los países desarrollados. Mayo 2011, Alemania decide cerrar todas sus centrales nucleares (17) antes de 2022.
5 Incidentes - Accidentes , Canadá: fallos en el sistema de apagado provocaron reacción en cadena 30 seg. Explosiones de hidrógeno y escape de 30 kg de uranio. No constan personas afectadas. Jimmy Carter participó en control del accidente como ingeniero , Tcheliabinsk, Urales: explotó un depósito de residuos en un recinto militar (~ 200 muertos) , Canadá: en el mismo reactor que el anterior, leve , EE UU, California: fusión parcial del núcleo de un reactor. No hubo efectos posteriores , EE UU : en una instalación de tratamiento de uranio un operario provocó por error una reacción explosiva. Un muerto y dos afectados por radiación.
6 Incidentes - Accidentes , EE UU : Central Enrico Fermi, leve , Gran Bretaña, Escocia: fusión parcial de una varilla, dos años de reparación , Suiza: fallo de refrigeración en un reactor experimental que tuvo que ser sellado , Checoslovaquia: accidente durante la carga de combustible. La central se cerró , EE UU, Pensilvania, Three Mile Island: combinación de fallos humanos y de equipos llevó a fusión parcial del núcleo. Fugas radiactivas. No hubo victimas. La descontaminación tardó 14 años y la central fue cerrada , Japón: leve , EE UU, Nueva York: leve , Argentina: un error de un operario produjo fuga radiactiva, murió a los dos días, 17 personas afectadas.
7 Incidentes - Accidentes , Ucrania, Chernobyl: En una prueba de seguridad se recalentó el núcleo y explotó con fuga radiactiva. 33 muertos directos en 3 meses, más de evacuados y liquidadores (en muertos y el resto jubilados), la nube radiactiva afectó 13 países. Zona muerta 30 km2. Aún hoy el sellado del reactor requiere mantenimiento y un nuevo sarcofago (1.000 mill ). Cada año se operan miles de niños por cancer de tiroides , Alemania: leve , Brasil: leve , Alemania: leve , España, Vandellós: leve , España, Zaragoza: mal funcionamiento de radioterapia provoca la muerto a 11 enfermos , Rusia: explosión por fallo mecánico en instalaciones de tratamiento de plutonio. 160 afectados y 2000 liquidadores.
8 Incidentes - Accidentes , Japón: fallo humano en una planta de reprocesado de uranio, 2 muertos y 116 afectados por radiación , EE UU, Nueva York: leve , Japón, Onagawa: incendio, leve , Japón, Niigata: terremoto 6.8, vertido de agua radiactiva. La central fue cerrada , España, Ascó: fuga radiactiva leve por fallo de ventilación , Japón, Fukushima:? - Uso militar: 500 ensayos con bombas.
9 Ciclo combustible nuclear: Los residuos
10 Reactores de fisión: seguridad Objetivos de Diseño Control de la Reactividad. Un reactor nuclear no puede explotar por que el nivel de enriquecimiento del combustible necesario es del 90 % y sólo se dispone de un 3%. No obstante, puede haber un exceso de reactividad que genere un exceso de calor. Refrigeración del reactor permanente. Contención a ultranza de los productos de fisión, aún en caso de accidente.
11 Reactores de fisión: seguridad Contención a ultranza de los productos de fisión. Las centrales occidentales disponen de cuatro barreras de protección.
12 Energía nuclear: seguridad Todas las actividades energéticas implican riesgos: - Proceso de extracción de los recursos - Procesado de los recursos - Transporte - Utilización Riesgos por el uso de carbón: Muertes en las minas (90000 desde 1990) Enfermedades pulmonares (radiactividad β del uranio y torio del carbón) Lluvia ácida y calentamiento global Riesgos por el uso de energía nuclear: Riesgo de accidente nuclear. Tratamiento de los residuos. Riesgo por radiación externa.
13 Energía nuclear en España
14 Energía nuclear en Europa
15 Energía nuclear: Mundo
16 Reservas de uranio Si seguimos con el consumo actual, tendremos reservas para más de 100 años, salvo que se usen los materiales radiactivos del armamento nuclear.
17 Mapa mundial con el estado de desarrollo nuclear representado por colores: Países con armas nucleares del NPT. Otros países con armas nucleares. Países sospechosos de tener armas nucleares o de estar en proceso de desarrollarlas. Países que alguna vez tuvieron programas de desarrollo de armas nucleares. Otros países capaces de desarrollar armas nucleares en algunos años si así lo deciden.
18 Ciclo combustible nuclear: Los residuos Residuos de alta actividad (RAA): Se originan en combustibles gastados. Tienen emisiones alfa y pueden generar calor. Tienen elementos de vida media superior a 30 años. Su destino es el almacenamiento definitivo bajo tierra durante miles de años, en España mientras tanto se almacenan en las piscinas de las centrales. Residuos de baja y media actividad (RBMA): Ropas y herramientas del mantenimiento de la central nuclear. Material de hospitales u otros centros industriales o investigación. Elementos del combustible con vida media pequeña, no generan calor y tiene una baja actividad específica. Vida media menor de 30 años. Estos residuos son solidificados dentro de bidones de acero, utilizando cemento, alquitrán o resinas. En España, cementerio nuclear del Cabril (Córdoba).
19 Ciclo combustible nuclear: Los residuos Residuos de una central típica de 1000 MW en un año: - RBMA: 97% (600 m3) - RAA: 3% (4m3) Cada tonelada de RAA contiene: - 7 Kg. de U Kg. de U-23-9 Kg. de plutonio - 44 Kg. de otros productos de fisión Isótopo Vida media Origen 235U 7 x 108 años Creación de La Tierra 238U 4 x 109 años Creación de La Tierra 239Pu 24,000 años Captura neutrónica en combustible nuclear 241Pu 14 años Captura neutrónica en combustible nuclear 237Np 2 x 106años Productos fisión combustible nuclear 137Cs 30 años Productos fisión combustible nuclear 90Sr 29 años Productos fisión combustible nuclear 135Cs 3 x 106 años Productos fisión combustible nuclear 129I 2 x 107 años Productos fisión combustible nuclear 99tC 2 x 105 años Productos fisión combustible nuclear 89Sr 50 días Productos fisión combustible nuclear
20 Cementerios Nucleares Enresa 2700 mill /año Pagos a Francia 22 mill /año Nuevo 800 mill iniciales. Más 12 mill /año a la localidad más personal y mantenimiento. Para 70 años (hasta años???)
21 Residuos de alta actividad: AGP. Proyecto de Yucca Mountain (Nevada, EE.UU.) Emplazamiento AGP en desierto de Nevada (EE.UU) Sistema de 10 Km de galerías a 500 m de profundidad Fuerte oposición política local Controversia sobre la estabilidad sísmica
22
23 Australia Nigeria Concentración de uranio: 0.5 kg / Tonelada
24 Energía nuclear de Fusión
25 Energía nuclear y medio ambiente
26 Seguridad de suministro vs. reducción de emisiones
27 Consumo energía eléctrica
28
29 Consumo y suministro energía eléctrica
30 2010
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