El reactor de agua presurizada es un tipo de reactor nuclear. La característica principal de este tipo de reactor es el uso de agua sometida a alta presión en el circuito primario para evitar que entre en ebullición.
Actualmente es el tipo de reactor nuclear más utilizado mundialmente en las centrales nucleares de generación de electricidad. En la actualidad, existen más de 230 reactores nucleares en el mundo fabricados con este sistema.
También se conoce por reactor de agua a presión o por sus siglas en inglés PWR (Pressurized Water Reactor).
El reactor PWR se utiliza con frecuencia en la ingeniería naval. En realidad, este modelo se diseñó originalmente para ser utilizado en un submarino nuclear.
Los reactores de agua a presión utilizan uranio enriquecido como combustible nuclear.
Junto con los reactores de agua en ebullición (BWR), el reactor de agua presurizada se clasifica como un reactor de agua ligera.
¿Cómo funciona un reactor de agua presurizada (PWR)?
El reactor de agua presurizada (PWR) funciona mediante 4 pasos:
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El núcleo del reactor que se encuentra dentro de la vasija del reactor genera calor mediante reacciones de fisión.
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El agua a alta presión del circuito primario transporta esta energía térmica a un generador de vapor.
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Dentro del generador de vapor, el calor que proviene del circuito primario convierte en vapor el agua del circuito secundario.
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El vapor generado acciona una turbina que produce electricidad.
Durante estos cuatro puntos, el reactor de agua a presión ha convertido la energía nuclear del combustible nuclear en energía eléctrica. A partir de aquí, el ciclo vuelve a empezar: el vapor residual se vuelve a convertir en agua líquida a través de un condensador.
El condensador pone en contacto térmico el circuito secundario con un circuito terciario por el que circula agua fría del exterior (agua de mar, ríos, lagos, etc.). Una vez convertido en agua líquida vuelve al generador de vapor impulsada por una serie de bombas de agua.
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El núcleo del reactor y las reacciones nucleares
El núcleo del reactor contiene las barras de combustible nuclear. Dentro del reactor se generan las reacciones nucleares que generan una gran cantidad de energía térmica.
Por razones de seguridad, el reactor de agua a presión PWR no puede sobrepasar de cierta temperatura para evitar su propia fusión. Por lo tanto, las barras de combustible se deben refrigerar.
La refrigeración se realiza mediante agua que circula gracias a un conjunto de bombas de agua.
El intercambio de calor entre el circuito primario y el secundario debe hacerse sin que el agua se mezcle. Esta mezcla debe evitarse debido a que el agua del circuito primario es radioactiva.
Refrigerante de los reactores de agua presurizada
Para refrigerar los reactores de agua a presión se utiliza agua ordinaria. En el ámbito de la ingeniería nuclear se le llama agua ligera. El agua puede alcanzar temperaturas de hasta 315 grados Celsius. El agua permanece en fase líquida debido a la alta presión (alrededor de 16 megapascales) a la que funciona el circuito primario.
Moderador nuclear en los reactores nucleares de agua a presión
Las reacciones de fisión nuclear se producen cuando un neutrón choca con un átomo de combustible. En cada reacción se liberan uno o dos neutrones rápidos.
El reactor de agua a presión requiere que los neutrones rápidos pierdan velocidad para poder generar más reacciones.
El moderador es el encargado que los neutrones pierdan velocidad. En los reactores PWR el agua que se usa como refrigerante, también actúa como moderador de neutrones.