Wiki · Concepto
Combustible y enriquecimiento
El uranio natural tiene un 0,7 % de U-235. Según el reactor, se usa así o se concentra hasta un 5 %, y en los diseños nuevos hasta un 20 %.
El uranio que se extrae de la mina tiene un 0,7 % de uranio-235, el isótopo que fisiona con neutrones lentos, y un 99,3 % de uranio-238. Los reactores de agua pesada como los CANDU y Atucha pueden funcionar con ese uranio natural porque el agua pesada casi no absorbe neutrones; en Argentina, Embalse y Atucha II lo usan así, mientras que Atucha I pasó en 2001 a un uranio levemente enriquecido, al 0,85 %. Los de agua liviana, PWR y BWR, necesitan concentrar el U-235 al 3 a 5 %: eso es enriquecer.
El enriquecimiento se hace en centrífugas que separan el hexafluoruro de uranio por la pequeña diferencia de masa entre isótopos. Después el uranio se convierte en dióxido de uranio cerámico y se prensa en pastillas de un centímetro, que se apilan dentro de vainas de zircaloy de cuatro metros. Cientos de vainas forman un elemento combustible, y entre 150 y 250 elementos forman el núcleo de un PWR grande.
Un elemento combustible pasa entre tres y seis años en el núcleo. Al salir, el 95 % sigue siendo uranio, hay un 1 % de plutonio y un 4 % de productos de fisión, que son los que lo hacen intensamente radiactivo. Los reactores rápidos y varios SMR usan HALEU, uranio enriquecido entre el 5 y el 20 %, o combustible de óxidos mixtos con plutonio.
Datos rápidos
| Uranio natural | 0,7 % de U-235: CANDU, Atucha II, Magnox · Atucha I usa 0,85 % desde 2001 |
|---|---|
| Bajo enriquecimiento | 3 a 5 %: PWR, BWR, VVER |
| HALEU | 5 a 20 %: rápidos, HTGR y varios SMR |
| Pastilla de UO₂ | ≈ 1 cm de diámetro, ≈ 7 g de uranio |
| Tiempo en el núcleo | 3 a 6 años |