Logística: Matemáticas y Ejército I. - Universidad de Zaragoza

armas nucleares y del reprocesamiento de elementos combustibles irradiados.
Estos combustibles reciben el nombre de MOX (Mezcla de Óxidos).
En la India ya funcionan reactores experimentales que utilizan el 92U233
que se produce a partir del 90Th232 de forma similar a como se produce el
94Pu239 a partir del 92U238. El Torio es un mineral unas tres veces más
abundante que el Uranio que por razones históricas no se ha utilizado en
el desarrollo de la energía nuclear. La India tiene importantes reservas de
este mineral y está desarrollando la metalurgia del mismo para evitar las
importaciones de Uranio para sus reactores.
Figura 5.- Izquierda: Esquema de un elemento combustible. Derecha: Pastillas de
combustible (Pellets) y extremo de una varilla que las contiene.
Las reacciones que originan el 94Pu239 y el 92U233 son las siguientes:
n + 92 U 238 → 92 U 239 → 93 Np 239 + e- + e*
∟ 94 Pu 239 + e- + e*
n + 90 Th 232 → 90 Th 233 → 91 Pa 233 + e- + e*
∟ 92 U 233 + e- + e*
El Uranio natural, que contiene un 0,7% de 92U235 tiene que se
enriquecido hasta un 3 – 5 % para su uso como combustible en un reactor. Esto
se realiza normalmente mediante centrifugación de hexafluoruro de Uranio
que es gaseoso. En el mundo hay muy pocas plantas de enriquecimiento de
Uranio, muy controladas por la IAEA (International AtomicEnergy Agency)
para mantener la no proliferación nuclear y se encuentran en los 5 estados
que firmaron originalmente el tratado de no proliferación nuclear: Estados
Unidos, Francia, Reino Unido, Rusia yChina, posteriormente otros países han
realizado pruebas nuclearesfuera del tratado:India, Pakistán,Corea del Norte.
En la actualidad Irán, y se sospecha que Israel, también tienen armamento
nuclear. Sudáfrica tuvo armas nucleares pero desmanteló sus instalaciones.
Como consecuencia del enriquecimiento, otra parte del Uranio utilizado
en el proceso queda con menor proporción de 92 U 235 que en el natural. Este
Uranio recibe el nombre de “empobrecido”, es menos radiactivo que el natural
y se utiliza militarmente como masa para proyectiles anticarro puesto que su
densidad es 19, se fragmenta en un impacto formando agujas y es pirofórico a
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partir de los 600ºC. Civilmente se usa
como lastre en buques y como peso
en giróscopos u otros mecanismos.
España tiene una fábrica de
elementos combustibles situada en
Juzbado en la provincia de Salamanca,
propiedad de la empresa ENUSA
(Empresa Nacional del Uranio), que
importa el Uranio enriquecido.Su
producción en 2010 ha sido de 373
elementos para Centrales Nucleares
españolas (240 de tipo PWR y 133
de tipo BWR) y 561 elementos para
la exportación (256 PWR y 305
BWR).Hace algunos años dejaron
de explotarse las minas de Uranio
españolasen Saelices, Ciudad Rodrigo
(2001) y La Haba (Badajoz).
El suministro de Uranio
enriquecido se realiza entregando
Uranio natural que España importa de
Rusia (28%), Australia (18%), Canadá
(17%), Niger (14%), Sudafrica,
(10%), Namibia (7%), y otros(6%)
suministrado por empresas de las que
algunas de ellas son participadas por
ENUSA.
Funcionamiento de un reactor
La estructura de un reactor es
conceptualmente simple. Hay que
conseguir una reacción en cadena,
mantenida, controlada y extraer la
energía que se produce en la fisión.
La reacción en cadena se produce
cuando al menos uno de los neutrones
de los 2 o 3 que se producen en la
fisión una vez termalizado vuelve
a ser absorbido por otro núcleo
fisionable. Los neutrones se liberan
en el interior de las pastillas que
se encuentran en las varillas de los
elementos combustibles y tienen
una energía cinética elevada, unos 2
-3 MeV, lo que les permite salir al
exterior. Los elementos combustibles
están sumergidos en agua que cumple
una doble misión, por una parte sirve
de moderador para los neutrones
que tras muchas colisiones con los
átomos de Hidrógeno y Oxigeno del
agua frenan su velocidad y alcanzan
la temperatura del moderador y por
otro sirve de refrigerante. El agua se
calienta en contacto con las varillas
de los elementos combustibles y este
calor es el que se aprovecha para la