Wiki · Ciclo de combustible
Fabricación de elementos combustibles
De un polvo cerámico a un elemento de media tonelada. Cada tipo de reactor arma su combustible distinto, y en Ezeiza CONUAR es, desde 2012, el único fabricante de componentes CANDU fuera de Canadá.
La fabricación empieza con dióxido de uranio en polvo, que se prensa en pastillas cilíndricas bajo cargas de varios cientos de megapascales y se sinteriza a unos 1.750 °C en atmósfera controlada para que quede cerámica densa. Cada pastilla mide poco menos de un centímetro de diámetro y algo más de un centímetro de largo, y esa cantidad diminuta de uranio equivale a la energía de una tonelada de carbón. Las pastillas se apilan dentro de tubos de zircaloy, una aleación de circonio con estaño, niobio, hierro, cromo y níquel, que se sueldan y se presurizan con helio a varios megapascales, dejando una cámara libre para los gases de fisión que se acumulan durante la irradiación.
El armado final depende del tipo de reactor. Un PWR usa una grilla de 17 × 17 varillas: cada elemento mide entre cuatro y cinco metros de alto, unos 20 centímetros de lado y pesa media tonelada, y el núcleo de una central de 1.100 MWe reúne 193 elementos con más de 50.000 varillas en total. Un BWR usa grillas más chicas, de 6 × 6 hasta 10 × 10 u 11 × 11. Un CANDU arma manojos cortos, de 28, 37 o 43 elementos cada uno, pensados para cargarse horizontalmente con el reactor en marcha: el núcleo de un CANDU de 790 MWe tiene 480 canales con 5.760 manojos en total. Y un VVER, la familia rusa de PWR, arma sus elementos en sección hexagonal en vez de cuadrada, para aprovechar mejor el espacio del núcleo.
La fabricación mundial de combustible de agua liviana está dominada por cuatro empresas: Framatome, Global Nuclear Fuel, TVEL y Westinghouse. Argentina fabrica el suyo en el país: CONUAR, sociedad mixta de la CNEA fundada en 1981 e inaugurada al año siguiente en el Centro Atómico Ezeiza, provee sin interrupciones el combustible de Embalse, Atucha I y Atucha II. Desde 2012 tiene además las certificaciones que la convirtieron en la única proveedora de componentes CANDU fuera de Canadá, y en 1986 creó la unidad de negocio FAE (Fabricación de Aleaciones Especiales), que fabrica los tubos de circonio y otras aleaciones para uso nuclear y se fusionó con CONUAR en 2019.
Datos rápidos
| Pastilla de UO₂ | ≈ 1 cm de diámetro y algo más de largo · sinterizado ≈ 1.750 °C |
|---|---|
| Elemento PWR | grilla 17 × 17 · 4 a 5 m de alto · ≈ 20 cm de lado · ≈ 0,5 t |
| Núcleo PWR de 1.100 MWe | 193 elementos, más de 50.000 varillas |
| Elemento BWR | grillas de 6 × 6 a 10 × 10 u 11 × 11 |
| Manojo CANDU | 28, 37 o 43 elementos · carga horizontal con el reactor en marcha |
| Núcleo CANDU de 790 MWe | 480 canales, 5.760 manojos |
| Fabricantes mundiales | Framatome, Global Nuclear Fuel, TVEL, Westinghouse |
| CONUAR / FAE (Ezeiza, Argentina) | fundada 1981 · combustible de Embalse, Atucha I y II · única fuera de Canadá certificada para CANDU desde 2012 |