¿Qué tipos de reactores nucleares existen?
Los reactores nucleares se pueden clasificar de varias maneras diferentes: por el tipo de reacción nuclear, el material moderador utilizado, el refrigerante utilizado, la generación del reactor, la fase de combustible, el tipo de combustible y el uso. Contando reactores de investigación, existen miles en todo el mundo, que se dividen en muchas categorías diferentes. En este artículo repasaré los esquemas de clasificación de los reactores nucleares de uno en uno.
En este artículo solo estamos viendo los reactores nucleares de fisión, es decir, los reactores que separan los núcleos, en lugar de los reactores de fusión, que los fusionan. Los reactores de fusión siguen siendo una tecnología altamente experimental en las primeras etapas de desarrollo, mientras que los reactores de fisión han estado en uso durante más de 60 años.
El tipo de reacción nuclear generalmente se refiere a si el reactor nuclear usa neutrones lentos (térmicos) o neutrones rápidos. La mayoría de los reactores que emplean neutrones rápidos pertenecen a la categoría de reactores reproductores rápidos, mientras que la mayoría de los que utilizan neutrones lentos se denominan reactores térmicos. Los reactores térmicos son los más baratos y más comunes, principalmente porque pueden usar uranio natural no enriquecido. Los neutrones en los reactores térmicos se denominan "lentos" porque el reactor utiliza un material moderador para desacelerar los neutrones de su velocidad natural cuando se expulsan de los núcleos atómicos rotos, que es bastante rápido, más cercano a la velocidad y al calor del medio de combustible circundante. . Los reactores de neutrones rápidos son más caros y requieren que el combustible esté más enriquecido, lo que los hace menos populares. Por otro lado, crean más combustible del que consumen, haciéndolos atractivos a largo plazo.
El material moderador es el segundo esquema de clasificación para reactores nucleares. Como se dijo anteriormente, solo los reactores nucleares térmicos usan moderadores, por lo que esto solo cubre esos. El grafito, el agua pesada y el agua normal se utilizan como moderadores. Los reactores de grafito y agua pesada son más populares porque estos materiales de moderación calientan mejor los neutrones, asegurando que se pueda usar uranio natural y que no se necesite enriquecimiento.
El siguiente esquema de clasificación se basa en la generación. Los reactores de la generación I fueron los primeros prototipos de reactores, típicamente uno de los tipos. Los reactores de la Generación II se hicieron para uso comercial y se basaron en diseños estándar. Estos entraron en uso durante los años 50. Los reactores de la Generación III son más modernos y entraron en uso a fines de los 90. Son más ligeros y eficientes que la generación anterior. La nueva generación, los reactores de la Generación IV, se encuentran actualmente en la etapa de investigación y no se espera que se implementen hasta finales de 2020 o principios de 2030. Estos reactores serán muy económicos y producirán un desperdicio mínimo.
Otro tipo de clasificación es la fase de combustible: líquido, sólido o gaseoso. Sólido es lo más típico. Junto con la fase viene el tipo de combustible: uranio o torio. Estos son los únicos dos elementos listos para el reactor disponibles en cantidades sustanciales en la Tierra.
La última clasificación se basa en el uso: para centrales eléctricas, propulsión, producción de combustible nuclear (reactores reproductores) o reactores de investigación. Los generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) también se incorporan a veces con reactores nucleares, aunque son algo diferentes. Los RTG generan energía a partir de la descomposición de un isótopo radiactivo.
Y eso es. Existen formas más específicas de caracterizar los reactores nucleares y numerosos diseños en diversas etapas de desarrollo, pero la cantidad de material escrito sobre los tipos de reactores nucleares probablemente podría llenar una pequeña biblioteca.