RBMK

RBMK es el acrónimo de reaktor bolshoy moshchnosti kanalniy (en ruso: Реактор Большой Мощности Канальный) que significa "reactor (de) gran potencia (del tipo) canal", que describe un tipo de reactor nuclear ahora obsoleto que fue construido únicamente por la Unión Soviética. En 2004 había todavía varios en funcionamiento pero ya no había planes para construir más, y los que siguen en operación están bajo presión internacional para que se cierren.

El RBMK fue la culminación del programa soviético para fabricar reactores refrigerados por agua basados en sus reactores de producción de plutonio moderado por grafito. El primero de ellos, AM-1 (de Atom Mirniy, que en ruso significa "átomo pacífico") se diseñó para producir 5 MW eléctricos (30 MW térmicos) y proporcionó energía a Obninsk de 1954 a 1959. A pesar de su nombre, estaban diseñados para que pudieran producir plutonio tanto para armas como para energía.

Si se utiliza agua ligera como refrigerante y grafito como moderador, es posible usar uranio natural como combustible. De esta forma, un reactor de gran potencia puede construirse sin que requiera separación de isótopos, tales como uranio enriquecido o agua pesada. Esta configuración también lo hace inestable.

Diseño

Esquema de un reactor RMBK

Un RBMK emplea largos tubos verticales de presión (7  m) discurriendo a través de un moderador de neutrones de grafito, y es refrigerada por agua, a la que se permite entrar en ebullición en el núcleo a 290 °C, tanto como en un reactor de agua hirviendo ( BWR). El combustible es óxido de uranio poco enriquecido en conjuntos de combustible de 3,5 m de largo. Dependiente en gran medida la regulación al grafito instalado, el exceso de ebullición simplemente reduce el enfriamiento y la absorción de neutrones sin inhibir la reacción de fisión, con lo que el reactor puede tener un elevado coeficiente de burbuja positivo, lo que hace posible que un problema de retroalimentación positiva pueda surgir como en el caso del accidente de Chernobyl, cuyo reactor era de este tipo.

Debido a que el agua utilizada para retirar el calor del núcleo en un reactor de agua ligera absorbe algunos de los neutrones libres normalmente generados durante el funcionamiento del reactor, la concentración del isótopo uranio-235, naturalmente fisionable en el uranio utilizado como combustible en los reactores de agua ligera, debe ser incrementado para incidir en el mantenimiento de la cadena de reacción nuclear en el núcleo del reactor: el resto del uranio del combustible es Uranio-238. El incrementar la concentración de U-235 en el uranio combustible nuclear por encima del que posee en su forma natural se consigue mediante el proceso de enriquecimiento.

El núcleo de combustible de un reactor de agua ligera puede tener hasta 3.000 elementos de combustible. Un elemento está formado por un grupo de barras de combustible selladas, cada una rellenada con bolitas de óxido de uranio(UO2), mantenidas en su lugar por placas de cierre y soportadas por rejillas metálicas separadoras para envolver las barras y mantener la distancia adecuada entre ellas. Se puede pensar en el núcleo de combustible como un repositorio del cual se puede extraer la energía calorífica a través del proceso de reacción nuclear en cadena. Durante el funcionamiento del reactor, la concentración de U-235 en el combustible va disminuyendo a medida que los átomos que están sometidos a la fisión nuclear generan energía calorífica. Algunos átomos de U-238 se convierten en átomos del fisible Pu-239, algunos de los cuales, a su vez, sufren la fisión y producen energía. Los productos creados por las reacciones de la fisión nuclear se retienen en las bolitas de combustible y se transforman en productos absorbentes de neutrones, también llamados venenos nucleares, que actúan para ralentizar la tasa de fisión nuclear y producción de calor. A medida que el funcionamiento del reactor prosigue, llega a alcanzarse un punto en el cual la disminución de la concentración del núcleo fisible en el combustible y el incremento en la concentración de venenos, da como resultado en una generación de energía calorífica más baja de lo que sería óptimo. El RBMK dispone de una máquina que puede cambiar el combustible cargado, mientras el reactor sigue produciendo energía.

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