Nuevo sistema de refrigeración para el reactor nuclear de investigación (RP 10)

Abstract

Desde 1939 se tiene una fuente nueva de energía, que es producida mediante la utilización de la energía interna del núcleo atómico y se conoce como energía nuclear, si bien es cierto, que la producción de energía constituye el empeño principal del proyecto y construcción de reactores nucleares, existe actualmente en todas partes del mundo, numerosos reactores dedicados otros fines y que se les engloba bajo la denominación de Reactores de investigación. En esta modalidad, el reactor se utiliza fundamentalmente como fuente de neutrones. Las principales actividades asociadas con este tipo de reactores son a) Tecnología de reactores, relacionado con el comportamiento, bajo irradiación de diversos materiales y componentes de reactores. b) Investigación básica en ciencias físicas, químicas y biológicas utilizando neutrones. c) Experimentación, orientada primordialmente a fines didácticos y de adiestramiento. d) Investigar acerca del comportamiento de los neutrones producidos en un reactor nuclear. e) Desarrollar criterios de seguridad nuclear y protección radiológica. f) Analizar materiales por técnicas no destructivas. g) Producir radioisótopos de uso industrial y medicinal. En un Reactor Nuclear de Investigación (RNI), como parte del proceso que se realiza, se genera calor (generación interna) por lo que se cuenta con un sistema de refrigeración. Este trabajo es un enfoque experimental para optimizar la energía disipada y por lo tanto mejora la eficiencia que al final conlleva a mejorar los costos operativos del RP-10 (reactor nuclear de investigación del Perú de 10 MW de potencia térmica nominal). En la primera parte de este trabajo (Capítulo II) se realiza una introducción al trabajo desarrollado, se explica los principales fundamentos de la física de reactores, referidos al tipo del reactor analizado, realizando un tratamiento conceptual descriptivo a fin de evitar la cantidad de términos utilizados para el análisis riguroso de este tema, seguidamente se presentan las características principales de un reactor nuclear de investigación así como una descripción somera del Reactor nuclear "RP – 10" y de sus principales sistemas con los que cuenta. En el Capítulo III se trata de la liberación de energía nuclear y se particulariza los principios de generación de calor para el "RP - 10" dando énfasis al fenómeno de la fisión y al principio de la generación interna de calor. También se contempla los principios básicos de la extracción de calor de un reactor nuclear relacionando la parte de trasmisión de calor con la hidráulica de reactores la refrigeración utilizada y los principales refrigerantes nucleares. En el Capítulo IV se particulariza el sistema de refrigeración usada en el RP-1 O describiendo sus principales componentes y explicando su funcionamiento y sus modos de trabajo, así como los requerimientos de instrumentación necesarios y la calidad del medio refrigerante. Para el Capítulo V se tiene reservado el desarrollo fundamental del trabajo ya que aquí se desarrolla la hipótesis planteada: "Aumento de caudal efectivo disminuyendo perdidas hidráulicas en el sistema de refrigeración del RP-10" y se sustenta la tesis desarrollada. En un reactor nuclear se cuenta con diversa documentación mandataria que obliga a realizar evaluaciones técnicas para el sustento de la seguridad, estas evaluaciones se presentan, acompañados de una evaluación económica, en el capítulo VI. Finalmente, a modo de resumen, presentamos las conclusiones y recomendaciones a la que se llegó en el desarrollo.