Conceptos básicos del combustible nuclear

PrincipiosNúcleos

FISIBLES

FERTILES

U233, U235, Pu239

Th232 ,U238

Existe en la naturaleza U235

U233 Th232 + Cap. neutr (n; ß) U233

No existen en la naturaleza

Pu239 Pu238 (n;ß) U239

Material Fisible En pastillas

EC

Parte Estructural Permiten manejar el mat. fisil

Proceso Minero a) Mineral (concentr. 1 a 1,5 %)

Trituración + ácido sulfúrico + lixivización Sulfato uranilo + Amoníaco y Calor U3O8 Conc.comercial de uranio =

= Yellow CakeProceso Químico

c) Si usa Uranio Enriquecido

U3O8 Nitrato de Uranilo Método difusión gaseosa UF6 Se enriquece UO2 de grado cerámico

1/3% Centrales Nucleares

93% React. de Invest. de alto flujo

b) U3O8 Se purifica Nitrato de Uranilo Productos Intermedios

UO2 de grado cerámico = Uranio Natural

Proceso Cerámico

d) Se compacta en prensas mecánicas +

se sinteriza en hornos continuos en atmósfera reductora de Hidrogeno a 1800ºC

Se hacen pastillas de 1 cm

1,5 cm

e) Confinamiento de pastillas

MINERAL CIRCONIO 98%

Zircaloy (Zry) +

ESTAÑO 1,5%

Alta permeabilidad a los neutrones

+ buena resist. mecánica y a la corrosión

También acero inoxidable especial

Mineral, concentr., YK U3O8

ConversiónConversión UO2 UF6

Enriquecimiento Uranio EnriquecidoEC

REACTOR

Almacenam. EC. Irrad.

En zona Reactor

Pastilla cerámica

Zry = Circonio + Estaño

Fuera zona Reactor

Deposic. finalReprocesamiento

Desechos baja y media

Desechos altaENTIERRO

UF6

PLUTONIO PuO2

“grado cerámico”

Uranio Natural“grado

cerámico”

EC

Elemento Combustible Central Nuclear Atucha I – ULE -

El núcleo de la CNA I posee 250 elementos combustibles. Posee 36 barras de combustible + 1 barra estructural, que mide cada una unos 5,5 m y con un diámetro de aproximadamente 1 cm. Cada EC pesa 218 Kg, de los cuales 176,5 kg corresponde al UO2 (156 kg de uranio) y el resto a las partes estructurales. Se recambia 0,75 EC/día a p.p.

Elemento Combustible Central Nuclear Embalse

El núcleo de la CNE posee 380 tubos con 12 elementos combustibles cada uno, que miden 50 cm de longitud. Cada EC posee 37 barras y pesa 23,7 Kg, de los cuales 19 kg corresponde al UO2 (21,5 kg de uranio) y el resto a las partes estructurales. Se recambia 15,5 EC/día a p.p.