Grado de quemado (burnup)
Energía térmica extraída del combustible nuclear por unidad de masa de metal pesado inicial, expresada normalmente en gigavatios-día por tonelada (GWd/tHM).
El grado de quemado mide hasta qué punto se ha aprovechado el combustible. Relaciona el consumo de combustible con la energía producida y determina los costes del ciclo de combustible y el volumen de combustible gastado.
Como la fisión completa de 1 t de metal pesado liberaría unos 940–950 GWd, un grado de quemado de 50 GWd/t equivale a fisionar alrededor del 5 % de los átomos de metal pesado (FIMA).
Grados de quemado de descarga típicos:
- Reactores de agua ligera de principios de los años setenta: 20–30 GWd/t
- PWR y BWR modernos: 45–55 GWd/t de media por elemento; en EE. UU. el límite está en unos 62 GWd/t en la varilla más quemada
- Reactores CANDU de uranio natural: unos 7–8 GWd/t
- Reactores de gas de alta temperatura: 80–100+ GWd/t; reactores rápidos, más de 100 GWd/t
Un grado de quemado mayor exige más enriquecimiento (como regla práctica, alrededor de un 1 % de U-235 por cada 10 GWd/t), pero reduce el número de elementos descargados por unidad de electricidad. Un PWR de 1 GWe con un rendimiento del 33 % y 50 GWd/t consume aproximadamente 22 t de combustible al año. Los límites los marcan la corrosión de las vainas, la liberación de gases de fisión y el hinchamiento de las pastillas; la industria estadounidense busca autorización para 75–80 GWd/t con combustibles tolerantes a accidentes y enriquecimientos superiores al 5 %.
Términos relacionados
Todos los términos →- Combustible nuclear gastado
Elementos combustibles retirados del reactor tras su uso, muy radiactivos y calientes, que contienen uranio, plutonio, productos de fisión y actínidos minoritarios.
- Enriquecimiento de uranio
Proceso que eleva la proporción de U-235 fisible en el uranio por encima de su 0,711 % natural para fabricar combustible para reactores o, a niveles muy altos, material para armas.
- Fisión nuclear
División de un núcleo atómico pesado, como el uranio-235 o el plutonio-239, en núcleos más ligeros tras absorber un neutrón, liberando unos 200 MeV de energía y nuevos neutrones.
- Reactor de agua a presión (PWR)
El tipo de reactor nuclear más extendido, en el que agua a alta presión refrigera el núcleo sin hervir y transfiere el calor a un circuito de vapor independiente.
- Ciclo del combustible de torio
Ciclo de combustible nuclear que usa torio-232 fértil, que absorbe un neutrón y decae a uranio-233 fisible, como alternativa al combustible de uranio-plutonio.