Cuando el reactor de desdoblamiento de átomos de un la energía nuclear la planta está funcionando normalmente, se dice que es "crítica" o en un estado de "criticidad". Es un estado necesario para el proceso cuando se produce la electricidad esencial.
El uso del término "criticidad" puede parecer contrario a la intuición como una forma de describir la normalidad. En el lenguaje cotidiano, la palabra a menudo describe situaciones con potencial de desastre.
En el contexto de la energía nucleoeléctrica, la criticidad indica que un reactor está funcionando con seguridad. Hay dos términos relacionados con la criticidad: supercriticidad y subcriticidad, que también son normales y esenciales para la generación adecuada de energía nuclear.
La criticidad es un estado equilibrado
Uso de reactores nucleares uranio barras de combustible: tubos largos y delgados de metal de circonio que contienen gránulos de material fisionable para crear energía a través de la fisión. La fisión es el proceso de dividir los núcleos de los átomos de uranio para liberar neutrones que, a su vez, dividen más átomos y liberan más neutrones.
Criticidad significa que un reactor está controlando una reacción en cadena de fisión sostenida, donde cada evento de fisión libera una cantidad suficiente de neutrones para mantener una serie de reacciones en curso. Este es el estado normal de la generación de energía nuclear.
Las barras de combustible dentro de un reactor nuclear producen y pierden una cantidad constante de neutrones, y el sistema de energía nuclear es estable. Los técnicos de energía nuclear cuentan con procedimientos, algunos de ellos automatizados, en caso de que surja una situación en la que se produzcan y se pierdan más o menos neutrones.
La fisión produce una gran cantidad de energía en forma de calor y radiación muy altos. Es por eso que los reactores están alojados en estructuras selladas bajo gruesas cúpulas de hormigón reforzado con metal. Las plantas de energía aprovechan esta energía y calor para producir vapor para impulsar los generadores que producen electricidad.
Controlar la criticidad
Cuando un reactor se pone en marcha, el número de neutrones aumenta lentamente de forma controlada. Las barras de control que absorben neutrones en el núcleo del reactor se utilizan para calibrar la producción de neutrones. Las barras de control están hechas de elementos que absorben neutrones, como cadmio, boro o hafnio.
Cuanto más profundamente se bajan las barras en el núcleo del reactor, más neutrones absorben las barras y se produce menos fisión. Los técnicos tiran hacia arriba o hacia abajo de las barras de control en el núcleo del reactor dependiendo de si se desea más o menos fisión, producción de neutrones y potencia.
Si ocurre un mal funcionamiento, los técnicos pueden sumergir de forma remota las barras de control en el núcleo del reactor para absorber rápidamente los neutrones y apagar el reacción nuclear.
¿Qué es la supercriticidad?
Al inicio, el reactor nuclear se coloca brevemente en un estado que produce más neutrones de los que se pierden. Esta condición se llama estado supercrítico, que permite que la población de neutrones aumente y se produzca más energía.
Cuando se alcanza la producción de energía deseada, se realizan ajustes para colocar el reactor en el estado crítico que mantiene el equilibrio de neutrones y la producción de energía. En ocasiones, como para el apagado por mantenimiento o el reabastecimiento de combustible, los reactores se colocan en un estado subcrítico, de modo que la producción de neutrones y energía disminuya.
Lejos del estado preocupante que sugiere su nombre, la criticidad es un estado deseable y necesario para que una planta de energía nuclear produzca un flujo de energía constante y constante.