Un reactor d'aigua en ebullició o BWR (de l'anglès boiling water reactor) és un tipus de reactor nuclear. Es tracta del segon tipus de reactor més utilitzat en les centrals nuclears al món.
Aproximadament el 22% dels reactors nuclears instal·lats a les diferents plantes nucleoeléctricas utilitzen el reactor BWR.
El BWR és un reactor de potència, és a dir, està dissenyat per a la generació d'electricitat.
La característica més important del reactor d'aigua en ebullició (BWR) és que usa aigua lleugera com a moderador de neutrons i com a refrigerant del nucli. A diferència del reactor d'aigua a pressió (PWR), no disposa de generador de vapor.
En reactor PWR té un circuit primari i un circuit secundari. En aquest cas, el reactor BWR funciona amb un únic circuit d'aigua al nucli.
A el no haver de suportar pressions tan altes, aquest tipus de reactor no necessita una carcassa tan robusta.
Esquema del funcionament d'un reactor d'aigua en ebullició
La potència del reactor d'aigua en ebullició es genera en el nucli del reactor. Al nucli del reactor genera reaccions de fissió nuclear de l'element combustible per obtenir energia tèrmica.
La potència del reactor es regula introduint o traient les barres de control del nucli, on es produeixen les reaccions nuclears en cadena.
En el reactor BWR, l'aigua que s'utilitza és aigua lleugera (aigua corrent). Aquest tipus de reactor nuclear utilitza un únic circuit de refrigeració. L'aigua lleugera circula pel nucli on capta la calor de les reaccions nuclears, entra en ebullició produint vapor.
El vapor generat en el nucli del reactor surt per la part superior. En aquest punt, uns assecadors de vapor i separadors d'aigua tracten el vapor que surt del reactor. A continuació, es dirigeix directament a les turbines.
Les turbines seran les encarregades de fer funcionar el generador elèctric i generar electricitat.
Finalment, el vapor passa per un condensador per convertir-lo en aigua líquida de nou i tornar a començar el cicle.
El reactor d'aigua en ebullició utilitza un sol circuit de refrigeració, de manera que el vapor que mou la turbina està format per aigua que ha passat per l'interior del reactor. Per aquest motiu l'edifici de turbines ha d'estar protegit per evitar emissions radioactives.
Avantatges i desavantatges del reactor d'aigua en ebullició
Avantatges d'aquest tipus de reactor
-
El combustible nuclear utilitzat pel reactor nuclear són òxids d'urani enriquit entre el 2% i el 4%.
-
El reactor d'aigua en ebullició no utilitza generadors de vapor ni compensadors de pressió.
-
El primer circuit del reactor funciona a una pressió de 70 atmosferes contra 160 atmosferes que utilitzen els reactors PWR (reactor d'aigua a pressió).
-
Requereix temperatures de funcionament més baixes, fins i tot en les barres de combustible.
-
A causa del rebuig de l'absorció de neutrons en el bor ia una moderació dels neutrons lleugerament més feble (a causa del vapor), el temps d'operació del plutoni en un reactor d'aquest tipus serà més gran que en el PWR.
-
El recipient a pressió està sotmès a menys irradiació que en un reactor d'aigua a pressió. Per aquesta raó, no es torna tan fràgil amb l'edat.
Desavantatges d'aquest tipus de reactor
-
Impossibilitat de recarregar combustible nuclear sense parar el reactor nuclear.
-
Gestió més complicada.
-
Les barres de control s'han d'introduir des de baix. En cas d'una pèrdua de potència, no podrien caure dins del reactor per gravetat i el reactor no s'aturaria.
-
Necessitat d'un major nombre de sensors de realimentació.
-
Es necessita un vas de reactor d'aproximadament 2 vegades més en volum que la d'un PWR de potència comparable.
-
Encara que està dissenyat per a una menor pressió, és més difícil de fabricar i transportar.
-
Contaminació de la turbina amb productes d'activació d'aigua: N-17 de vida curta i traces de triti. Això complica bastant el treball de manteniment.
-
Un cop les barres de control han entrat completament, la reacció s'atura. No obstant això, el combustible nuclear segueix emetent calor. Això vol dir que un cop aturat el reactor, cal seguir bombejant refrigerant durant d'un a tres anys perquè sigui segur.
