Asuntos Nucleares

argie

Fernet Lover
Colaborador
VioladorDeLaLey dijo:
contra que empresas compiten en Holanda?

Invap competirá con un consorcio de Corea del Sur y otro integrado por la compañía francesa-alemana Areva.
 
Mi amigo Heinricht debe estar contento, tendrá más laburo, luego de estar en Egipto... Invap ya no debe sorprendernos en nada, de ahora en más, debemos la importancia a la seriedad y continuidad, una garantía para proyectos mayores... Excelente forma de ver las cosas antes de fin de año... Salute
 
Una misión de la ONU vigilará la construcción de Atucha II



Una misión de la ONU evaluará en los próximos meses si la central atómica Atucha II, que el Gobierno prometió terminar en 2010 para hacer frente a la crisis energética, cumple los estándares de seguridad nuclear. Lo hará luego de que una serie de informes de las autoridades argentinas encargadas del control de estos recursos señalaron que el proyecto no cumple con los requisitos exigidos internacionalmente a partir de la tragedia de Chernobyl.

Así lo dijo el director general del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) y premio Nobel de la Paz, Mohammed el-Baradei, en una entrevista, luego de una reunión con el presidente Néstor Kirchner en la Casa Rosada.

El-Baradei acordó el control de la central atómica con el Presidente y con el ministro de Planificación Federal, Julio De Vido.

"La idea es colaborar en la evaluación de los controles de seguridad de Atucha II para asegurarnos de que la central esté acorde con los estándares y las regulaciones en materia de seguridad", dijo el funcionario.

Un informe, aún confidencial, preparado por un grupo de agentes de la Autoridad Regulatoria Nuclear (ARN), advierte que Atucha II tiene problemas de diseño y no se adecua a las estrictas normas de seguridad establecidas a nivel mundial luego del accidente de Chernobyl, en 1986. Modificar el diseño de la central costaría millones y retrasaría aún más la puesta en marcha de Atucha II, que lleva 30 años en construcción.

"Siempre hay cosas para mejorar. Eso [en alusión a posibles reformas] vamos a evaluarlo y haremos las recomendaciones necesarias", afirmó el egipcio El-Baradei.

Además dijo: "La decisión de avanzar con un proyecto de tecnología nuclear es, por supuesto, de cada país, pero nosotros tenemos que asegurarnos de que la información esté disponible y de que se cumplan todas las medidas de seguridad nuclear".

El-Baradei y Kirchner repasaron el plan nuclear argentino de uso pacífico y coincidieron en que la situación de tensión de la comunidad internacional con Irán por su desarrollo nuclear, que por estos días concentra la atención del mundo, debe ser resuelta de manera pacífica.

"Todos los países deben colaborar para encontrar una solución pacífica a Irán. Tuve una reunión con Kirchner. Coincidimos en que hay que encontrar una solución basada en la negociación", dijo El-Baradei.


-¿Cómo evalúa la agenda nuclear de la Argentina?

-La Argentina es el único país en la región que desarrolló un ciclo completo y estuvo en condiciones de exportar tecnología nuclear. Como el reactor que se vendió a Australia, que está muy contenta con él. La Argentina puede tener un papel significativo como portador de tecnología. Y ser parte en este posible renacimiento de la energía nuclear. Incluso proporcionando combustible nuclear, la Argentina y Brasil pueden cooperar.


-¿Cómo explicaría el caso de Irán?

-Irán es un caso complejo. Durante 20 años desarrolló bajo tierra un programa nuclear no declarado. El OIEA le dijo que tendría que tener la mayor transparencia sobre el proyecto porque la gente no confía en su naturaleza. Hubo progresos, pero necesitamos información adicional. Si uno tiene capacidad de enriquecimiento nuclear, está en condiciones de tener los elementos para producir armamento nuclear. Hasta que la agencia no esté en condiciones de decir que todo en Irán está bajo su control y seguimiento, el déficit de confianza seguirá existiendo.

-Venezuela manifestó su apoyo al desarrollo nuclear de Irán y promueve esa posición en la región. ¿Eso la transforma en un país sobre el que haya que tomar recaudos adicionales en materia nuclear?

-Muchos países no alineados dicen que Irán tiene el derecho de avanzar con el enriquecimiento. Nadie cuestiona el derecho iraní, el problema es el momento del ejercicio de ese derecho. No me preocupa que ningún país tenga desarrollo nuclear siempre que esté bajo la verificación del OIEA. Exige atención cuando un país tiene enriquecimiento, porque eso es lo que podría llevar a tener tecnología para desarrollar armas nucleares. Venezuela no tiene reactores. Tiene derecho a tenerlos, siempre que estén bajo control de la agencia. No veo razón para preocuparme.
 

pulqui

Colaborador
Razones de la central CAREM




Instalaciones de la CNEA en Pilcaniyeu, Río Negro, donde se testearon los elementos combustibles de la central CAREM en el reactor RA-8


En más de medio siglo de experiencia en energía nuclear, la Argentina desarrolló un único proyecto de central nuclear totalmente propio y original. Es el CAREM, una central de cuarta generación, con seguridad inherente basada en sistemas pasivos, de construcción, operación y mantenimiento sencillos y con un rango de potencias que va de los 25 o 27 megavatios en las versiones más modestas hasta los 300 en las más complejas.

En las pantallas que siguen sólo se darán las características y detalles de la planta de 27 megavatios eléctricos. Es la que tiene más desarrollo de ingeniería hasta el momento, y permitiría satisfacer la demanda de una ciudad de unos 100.000 habitantes.

El proyecto CAREM tiene un grado importante de avance conceptual y jurídico. Por una parte, la Argentina ya invirtió 30 millones de dólares en testear los combustibles y el núcleo de esta central, sus componentes críticos. Por otra, cuenta con una ley nacional aprobada por el Congreso de la Nación para financiar su construcción.

El Poder Ejecutivo, por ende, sólo tiene que tomar la decisión política de llevar este proyecto a cabo, cuando lo considere necesario, y asegurarle los fondos necesarios.

Los dos escenarios del CAREM .

La necesidad existe ya. Hay dos escenarios que justifican que nuestra Argentina construya un primer prototipo de CAREM.

El país todavía abunda en zonas sin provisión de energía eléctrica ni desarrollo económico, desiertos demográficos internos a las cuales resultaría carísimo llegar con líneas de alta tensión. En tales lugares, al crear un “oasis energético” un CAREM puede dar vuelta el panorama social al suministrar electricidad segura (como no la da ninguna fuente alternativa, salvo la geotérmica), y al asegurar la viabilidad de cualquier emprendimiento económico local, sea minero o transformativo. En una de sus varias versiones, el CAREM está incluso pensado para desalinizar agua de mar en desiertos costeros.

La Argentina ya hizo este tipo de cosas. Y con un éxito rotundo.

En la década de 1970, para dar potencia a la planta de aluminio de ALUAR SA en Puerto Madryn, sobre la costa atlántica chubu- tense, erigió la represa de Futaleufú en el río cordillerano homónimo. Luego comunicó ambas inversiones con una tercera: una línea de alta tensión de centenares de kilómetros que atraviesa toda la estepa patagónica de oeste a este.

Tres décadas más tarde, ALUAR ha ganado y gana mucho dinero. Exporta aluminio y alimenta toda una cadena local de valor agregado de fabricación de artículos de este metal, que antes se importaban.


Vista exterior del edificio de una central CAREM de 25 o 27 megavatios

Mejor aún: Puerto Madryn –que en 1970 estaba desapareciendo por pérdida de población juvenil- ahora es un pujante “oasis económico” en la Patagonia, con cuatro veces más habitantes que en 1970 y uno de los niveles socioculturales más altos de la región. Un contraste notable con otros puertos patagónicos que sólo exportan materia prima, sin mayor valor agregado.

Hoy un CAREM permitiría repetir este pequeño milagro económico en cualquier lugar aislado del país. Pero a un precio mucho menor: sin líneas de alta tensión.

Sin embargo, hay otro escenario que justifica mucho más la erección de un prototipo, independientemente de su asiento geográfico.

Es la exportación de la tecnología .

Estudios de mercado realizados por la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) detectan una demanda insatisfecha en la oferta nucleoeléctrica mundial que sólo podría ser atendida por el CAREM.

Esta oferta insatisfecha está 20 países del Tercer Mundo que necesitan desesperadamente desarrollar diversos “oasis energéticos” dentro de sus territorios. Dichos países carecen de acceso propio a la tecnología nuclear y quieren empezar a familiarizarse con la misma.

Pero se encuentran con que lo único que se puede comprar “de anaquel” en el Hemisferio Norte son centrales de tercera generación de gran tamaño y complejidad, rígidamente pensadas para países ricos, con grandes redes eléctricas, mucha industria propia capaz de proveer insumos, y bolsillos muy profundos. Esta oferta arranca en los 300 megavatios la unidad, y llega a los 1600.

Sin embargo, los 20 países estudiados por la CNEA necesitarán entre 18 y 34 centrales nucleares chicas, con menos de 150 megavatios eléctricos por unidad. Esto debería suceder de aquí a 15 años. Y lo único pensado para esa oferta y con madurez técnica como proyecto es el CAREM.

Sólo hay que mostrar un prototipo en funcionamiento en la Argentina, y nuestro país terminará inaugurando –y posiblemente dominando, al menos durante un tiempo- un mercado todavía inexistente.

Ventajas comerciales del CAREM

La Argentina cuenta con cuatro grandes ventajas en el mercado de los países en desarrollo, que a las grandes potencias les resulta marginal. La primera es que ya ha vendido varios reactores de investigación impecables, entregados en tiempo y forma. Como fabricante nuclear, no necesita prestigio mundial. Ya lo tiene.

La segunda es que, por tradición, la Argentina no está atada a vender únicamente “llave en mano”. Por el contrario, puede darle al país comprador una formación muy intensa de personal experto no sólo en operación sino también en diseño de unidades nucleares, y hasta puede capacitar a la industria local. Los países ricos evitan esto: prefieren que sus clientes no se les vuelvan, a la larga, competidores, o al menos plazas autoabastecidas.

La tercera ventaja es que pese a las imitaciones conceptuales que el CAREM engendró (en Corea y los Estados Unidos), la Argentina sigue teniendo el proyecto más avanzado. Pero también el más abarcativo, por su gran panoplia de potencias posibles entre los 25 y 300 megavatios.

La cuarta ventaja es que con un CAREM, el cliente empieza su desarrollo nuclear con una central modernísima de cuarta generación, en lugar de con tecnología que data de los años ’50, como es una central avanzada de tercera generación de tipo APWR (ver animaciones computadas en las siguientes pantallas). Y esto significa seguridad inherente como no la da nadie. Porque no existe ninguna central nucleoeléctrica en oferta capaz de atenderse sola, sin personal, durante las primeras 48 horas posteriores a un accidente grave. Salvo el CAREM.

Además de estas cuatro ventajas, que deberá demostrar con un prototipo, la Argentina tiene muchas razones más para hacer el CAREM.

Además de crear un nuevo oasis energético y económico en su territorio como “showroom” y luego exportar decenas de unidades, el CAREM instalaría al país como competidor en un mercado que hoy mueve 20.000 millones de dólares por año en combustibles nucleares para centrales, y 30.000 millones más en servicios y repuestos.

Nuevamente, un primer CAREM como “showroom” no sería nada que ya no se haya hecho. Con la sola inversión de construir el reactor de investigación RA-6 en Bariloche, durante los años ‘80, la Argentina se volvió el mejor exportador mundial de este tipo de unidades. Con 30 millones de dólares invertidos, ya lleva ganados centenares.

Pero los premios en el mercado nucleoeléctrico son incomparablemente mayores. Entre 1987 y 1999 se licitaron 4 reactores de investigación, por precios entre los 30 y los 180 millones de dólares (e INVAP ganó 3 de esas compulsas). Pero en ese mismo período se construyeron más de 50 centrales. Hoy en el mundo funcionan 441 centrales, hay 32 en construcción y 30 más pedidas.

En suma, hacer una central es pasar a jugar en primera división. :cool:

Por qué tomar la decisión ahora

El mundo se nucleariza. De hoy al 2050, la oferta mundial de energía debería triplicarse, y de aquí al 2100, quintuplicarse, y eso sólo para que el consumo global per cápita llegue a alrededor de un tercio del del estadounidense tipo de hoy en día.

Con tanto y tan grave infraconsumo eléctrico como el actual en las economías atrasadas, no está garantizado que eso suceda. Pero justamente por ello, la mayor demanda de energía ocurre y ocurrirá donde menos oferta hay: en los países en desarrollo que apuestan a la industria. Y esto no es futurología sino historia: empujados por esa demanda, en la última veintena de años, un puñado de países asiáticos (Corea del Sur, China, Japón y la India) construyeron más de 50 centrales nucleares nuevas.


Corte del CAREM​

Occidente no puede quedarse atrás sin pagar costos muy duros. Tras un prolongado parate post-Chernobyl, empieza su re-nuclearización. Es un fenómeno forzoso. La emisión de gases de efecto invernadero de las siete mayores economías del mundo está generando un caos político y diplomático insostenible.

Es que los daños del cambio climático tampoco son futurología, sino historia en curso. Ya están a la vista.

Los países con grandes litorales muy poblados y bajos, como China, Bangladesh, la India, las repúblicas insulares del Pacífico -y también nuestro país, y hasta los propios Estados Unidos-, empiezan a sufrir cada vez peores y más frecuentes inundaciones. Holanda y Bélgica todavía no se inundan, pero tienen que invertir crecientes fortunas en defenderse de los embates del Mar del Norte. Todos estos eventos son causados por el aumento de la cota marina, y agravadas por el recrudecimiento en frecuencia y gravedad de los huracanes en los Estados Unidos, los monzones en la India y Bangladesh, los tifones en el Pacífico y las sudestadas en el estuario del Plata.

Las fuentes de electricidad llamadas “alternativas” no pueden sustituir al carbón, el gas o el petróleo sino en forma marginal. Desdichadamente, sus costos continúan altos y su capacidad de generar “electricidad de base”, en grandes cantidades, a plena disponibilidad y bajo precio, sigue en debate. Dinamarca, Alemania, España y los Estados Unidos, los grandes oferentes mundiales de molinos eólicos, no fabrican con ellos más que el 3 por ciento del total de la electricidad que consumen. En la propia Argentina, el país con el mejor recurso eólico potencial del planeta, el “factor de penetración” eólico dentro de la red eléctrica local nunca podrá superar el 25 por ciento.

Mientras las energías alternativas no logran salir del jardín de infantes de lo demasiado caro o demasiado subsidiado, el precio del barril de petróleo se ha ido por las nubes: hoy casi duplica la media histórica desde los años ’70 en adelante. Resumiendo, todo indica que veremos una sustitución creciente de electricidad térmica por nuclear en las décadas próximas.

Esto le abre mercados potenciales muy interesantes al CAREM.

China o Corea del Sur no necesitan reactores chicos. Pueden y deben pagar construir unidades gigantes, y de a muchas por vez. Pero la mayor parte de los países en desarrollo se verá obligada a ir paso a paso: antes de incorporar una primera central nuclear, estos países deberán desarrollar capacidades de infraestructura técnica, industrial, financiera y hasta un marco regulatorio apropiado.

El gran tamaño y el elevado costo total de inversión de las centrales actualmente disponibles en el mercado internacional, resulta frecuentemente un obstáculo insalvable.

En estas circunstancias, el mejor modo de empezar puede ser una oferta nuclear de bajo costo, que usa tecnologías y materiales absolutamente probados, pero que al mismo tiempo incorpore características de seguridad muy avanzadas, y sea de funcionamiento simple y barato. A cualquier futuro país comprador, el CAREM le facilitaría un desarrollo sensato de sus recursos industriales y tecnológicos, y le abriría el camino para la instalación de centrales mayores hasta cubrir sus demandas de energía.

¿Por qué construir ya el CAREM, entonces? Porque hoy es la única central-escuela en oferta.

Y en el mundo de las próximas décadas sobrarán alumnos.



INVAP
 

pulqui

Colaborador
Qué se espera del CAREM


Lo que se espera de una planta nucleoeléctrica es que produzca electricidad de la forma más segura y barata que sea posible. Del CAREM, sin embargo, hay que esperar esto y más, especialmente en beneficios indirectos.

Los beneficios directos son fácilmente inventariables. Un CAREM chico, un primer prototipo de 25 megavatios de potencia instalada, podría dar electricidad a una ciudad argentina tipo de 100.000 habitantes, o a una ciudad menor y a un empren- dimiento industrial intensivo en energía, o suministrar agua desalinizada y corriente a una región aislada, o conectarse a alguna de las grandes redes eléctricas nacionales. En cual- quier caso, este prototipo gene- raría unos 175.200 megava- tios/hora por año, lo que ahorraría al país algunas consecuencias de su adicción actual a los combustibles fósiles.


Reactor RA-8, donde se testearon los elementos combustibles del CAREM

Además del costo de esos hidrocarburos (que no está precisamente en baja y sobre el cual el país carece de control), con un primer CAREM la Argentina dejaría de emitir a la atmósfera 1.000.000 toneladas de dióxido de carbono (gas de efecto invernadero), 31.000 toneladas de óxidos de azufre y 12.000 toneladas de óxidos de nitrógeno (gases precursores de lluvia ácida).

Hay más beneficios inmediatos. La construcción daría miles de puestos de trabajo transitorios, muchos de ellos de alta califica-ción. Los 40 años posteriores de operación rutinaria de la central, en cambio, insumirían 60 pues- tos fijos de trabajo aún más calificado. Y estos se duplicarían transitoriamente con las paradas programadas.

Los beneficios indirectos, sin embargo, son lo principal.

La industria argentina se quedaría con el 71% del suministro de partes y componentes de ese primer reactor CAREM. Eso con vistas a que la segunda planta tenga aún mayor participación local o regional, gracias a la aparición de nuevos proveedores calificados. El CAREM podría motorizar intercambios importantes a nivel MERCOSUR, en los cuales Brasil podría suministrar componentes críticos (como el recipiente de presión) y adquirir unidades terminadas.

La seguridad del CAREM sería superior a la de casi todo otro reactor operativo en el mundo, al menos hasta que fueran construyéndose otras propuestas de cuarta generación. Pero... ¿Y el precio?

La central en sí sería barata por su tamaño, pero no necesariamente lo sería la electricidad producida. Sucede que el kilovatio instalado nuclear tiene un precio mínimo mundial fijado por los franceses con su EPR1600, una central avanzada de tercera generación y enorme potencia (1600 megavatios), diseñada para ser construída en serie, en forma estandarizada. Ese precio ronda los 1000 dólares por kilovatio instalado.

Un primer CAREM-25 tendría inevitablemente un precio de kilovatio instalado al menos cuatro veces superior, debido a su baja potencia y al hecho de ser un prototipo. Pero el CAREM tiene márgenes muy amplios para ir bajando este costo: al igual que el EPR, se puede fabricar “en masa”, por decenas de unidades, con componentes estandarizados.

Lo principal, sin embargo, es que al poder pasar de 25 a 150 e incluso a 300 megavatios de potencia instalada con mínimos cambios de ingeniería, la economía de escala final puede ser aún más considerable. Hay muchos diseños conceptuales de reactores de cuarta generación en todo el mundo, pero este rango de potencias del diseño CAREM sigue siendo único.

Lo fundamental de un primer CAREM, de todos modos, no será nunca el precio de los megavatios/hora que produzca, si no las posibilidades que abre de exportar alta tecnología criolla.

Con un primer reactor en funcionamiento en territorio propio, la Argentina, que ya es casi dueña del mercado de los pequeños reactores de investigación, entraría a competir en la liga mayor de la industria nuclear mundial. Allí podría asegurarse durante un tiempo en forma casi monopólica el nicho –todavía inexistente- de las centrales sencillas, baratas y de baja potencia.

Finalmente, hay otro beneficio difícil de medir en dinero, que es el cambio de “marca-país” que podría favorecer las otras exportaciones industriales de la Argentina.


A diferencia de lo que sucede en una central de 2da o 3ra generación, el recipiente de presión del CAREM contiene todo el circuito primario


No es lo mismo para un fabricante argentino de herramientas o de motores o de tecnología el exportar desde un país conocido únicamente por sus materias primas, que hacerlo desde otro que va adquiriendo prestigio como proveedor de centrales nucleares. El CAREM puede ser un paso crítico en un cambio de imagen internacional de la Argentina. Podría permitirnos vender más caras algunas cosas que ya exportamos, y de buena calidad.

A todo esto, ¿en qué estado está un proyecto tan estratégico para la comunidad?

La central fue presentada públicamente en 1984, y desde entonces fue copiada al menos dos veces por posibles competidores: la KAERI, organismo nuclear surcoreando, diseñó el reactor SMART y la Westinghouse el IRIS, ambos integrados, de potencia relativamente baja, y significativamente parecidos al CAREM.

En el mundo nuclear, a estos diseños se los llama “CAREM-like designs” y tienen un grado de avance conceptual menor que el criollo, al menos todavía. Eso ubica a la Argentina en el peligroso papel de referente mundial que no actúa. ¿A quién le importa, después de todo, que Henry Ford no haya diseñado el primer automóvil? Lo que cuenta es que fue el primero que lo fabricó y vendió masivamente.



El turbogrupo a vapor de la central, con su condensador


El avance del CAREM, en cambio, ha sucedido de a tirones a lo largo de dos décadas. Su ventaja respecto de otros proyectos consiste en el testeo exhaustivo de sus elementos combustibles y su núcleo en ensayos de escala uno a uno, sucedidos en el reactor RA-8 y en el Laboratorio de Ensayos Termohidráulicos de la CNEA. En esto, y en rediseños sucesivos, el país lleva invertidos 30 millones de dólares.

En diciembre de 1999 fue aprobada la ley 25160 "Ley de Financiamiento para el proyecto CAREM", con el acuerdo de los bloques mayoritarios. Esta ley establece los mecanismos básicos para financiar la fase ejecutiva del Proyecto (construcción del prototipo), para la cual deberá elegirse lugar en la geografía nacional.



INVAP
 

Buitreaux

Forista Sancionado o Expulsado
Don Pulqui, tiene ud los datos de cuanto costaria terminar uno? Y del eventual costo de fabricacion de modulos de 300MW en serie? Aunque sean numeros especulativos de momento, seria bueno saberlos.
 

pulqui

Colaborador
De memoria, terminar el CAREM cuesta 200 mill. de dólares (con los costos asociados para la construcción del prototipo incluídos, o sea que un segundo CAREM sería mas barato), pero es una unidad de 25MW. Desconozco cuanto puede salir uno de 300MW.

Quizá el forista Artrech pueda darte datos mas precisos.
 

Artrech

Colaborador
Colaborador
No pulqui, estamos igual. Aunque teniendo en cuanta que es un reactor modular, calculo que no variaran mucho los precios para reactores mas potentes.
 

Buitreaux

Forista Sancionado o Expulsado
Muchas Gracias por las respuestas a ambos.

250 palos verdes no es tanto considerando las circunstacias como que son prototipos. Calculo unos 400M U$D para los mas potentes teniendo en cuenta economis de escala. Mas que bien.

Siendo estos de Gen 4, y con el primario contenido, por rango de potencia serian fantasticos para buques de superficie. No creo que sea impacticable su implementacion. Los Soviets tenian un rompehielos nuclear, por nombrar una posibilidad. Los A4W tiran 104MWe y la clase Nimitz usa 2, a manera de referencia.

Que lindo y avanzado proyecto este. Absolutamente estrategico y con un futuro enorme, como me gustaria que le destinen los fondos que se merece.
 

pulqui

Colaborador
No sé si están destinando los fondos necesarios, pero plata se está girando ya que se planea que esté en servicio en 2012.
 

Artrech

Colaborador
Colaborador
Reactor CAREM
Central Argentina de Elementos Modulares

Por José M. Iriarte Muñoz
Física de Reactores - Instituto Balseiro

S.C. Bariloche - Febrero de 2007

El CAREM fue pensado como reactor de baja y media potencia basado en conceptos innovadores que definen a los reactores de IV generación. Puede decirse que se trata de una evolución en los PWR Avanzados. Un CAREM es de diseño compacto, más simples que sus antecesores, con mecanismos de seguridad pasivos. Está pensado para dos versiones: con refrigeración por convección natural hasta 150MWe y con convección forzada hasta los 350MWe.

Es ideal para oasis energéticos, desalinización de agua o producción de hidrógeno. Fue inspirado en un viejo reactor para propulsión marina llamado Otto Han, pero el CAREM es un nuevo diseño hecho en la Argentina. Se caracteriza por usar muchos materiales y tecnología nuclear probados. Un primer prototipo de 27MWe (llamado CAREM-25) esta siendo construido, pensado luego para constituir un excelente producto de exportación a países en desarrollo. Emplea como combustible uranio enriquecido al 3.4% y 1.8%, y como moderador y refrigerante utiliza agua liviana.


Características técnicas

Origen

CAREM saca provecho de muchas ventajas comprobadas en la práctica de los PWR (Figura 1). Por ejemplo el trabajar a 120atm de presión permite manejar agua del primario a casi 400ºC en fase líquida y sin turbulencias, consiguiendo eficiencias del orden del 33%. El uso del agua es ventajoso dado que no es incendiaria y se conocen muy bien sus propiedades.

El uso de dos circuitos acoplados de refrigeración logra en los PWR que las turbinas trabajen con vapor limpio aunque haya una caída del rendimiento por culpa de esta doble etapa.

Un aspecto relacionado a la seguridad de los PWR es el confinamiento redundante de los combustibles de UO2 que se encuentran dentro de pastillas cerámicas, a su vez dentro de vainas de zircaloy, todo el núcleo dentro de un recipiente de presión (RP), seguido de la isla nuclear y un edificio de hormigón.

Este tipo de reactores funciona desde hace más de 4 décadas y la seguridad reposa con confianza en sistemas de barras de control y enclavamiento, inyección de boro o gadolinio, bombas auxiliares para los circuitos de refrigeración, además de poseer generadores de emergencia para las mismas y circuitos auxiliares para el caso de LOCA (accidente de pérdida de liquido refrigerante).

Reactor Integrado

CAREM busca integrar muchas partes de las recién mencionadas a favor de simplificaciones y mejoras en la seguridad (Figura 2).

Los casos concretos son la integración de los generadores de vapor dentro del RP, haciendo que el primario no cuente con cañerías de gran porte exteriores al RP, eliminación de un presurizador (que se integra en el domo del RP donde se presenta equilibrio bifásico) y de bombas en el primario para el diseño con circulación natural. Los mecanismos de control se integraron al recipiente de presión reformulados en sistemas hidráulicos.



Figura 1. Esquema del funcionamiento de un reactor clásico tipo PWR



Figura 2. Esquema del funcionamiento de un reactor integrado tipo CAREM​


Las consecuencias son muy favorables y permiten denominar al CAREM como un reactor de IV Generación. Esta categoría conceptual de reactores tiene como metas fundamentales mejorar seguridad nuclear, aumentar resistencia de la proliferación, reducir al mínimo la utilización del recurso inútil y natural, y disminuir el coste a la estructura y dirección de tales plantas. Cabe señalar el incremento de la seguridad por depender principalmente de sistemas pasivos, los menores requisitos radiológicos por no haber caños del sistema primario emitiendo gammas dispersos por la planta y la autorregulación de la presión por la coexistencia de fases líquida y gaseosa del agua en el domo del RP. De esta manera el reactor se regula a sí mismo, es estable termo-hidráulicamente dada la inercia térmica que infiere el gran volumen de agua en movimiento, que regula pasivamente su caudal según las variaciones de potencia del núcleo. Esa misma cantidad importante de agua protege al material del RP (Figura 3) del daño por radiación neutrónica. El reactor se atendería sin asistencia de operarios ni provisión eléctrica externa las primeras 48hs posteriores a un incidente.

Un CAREM prototipo de 27MWe (100MWth) está pensado para funcionar a 122.5atm con un caudal nominal de 410Kg/s en el primario y una temperatura de 326ºC.



Figura 3. Recipiente de presión, un desafío mecánico​


Núcleo

Posee un diámetro equivalente de 131cm y consiste en 61 elementos combustibles (EC) en una configuración hexagonal de 108 tubos de zircaloy cada uno (Figura 4). Es para destacar que usa 3,812.5 Kg de uranio enriquecido al 3.4% y 1.8%, y algunas barras poseen veneno quemable (gadolinio). Esto, que puede pensarse como un auto que viaja con el freno aplicado en cierta medida, conduce a tener un núcleo poco propenso a las “rampas de potencia” y conseguir mejores tasas de quemado que los combustibles de los HPWR. Los EC tienen una longitud activa de 1.4m y se recambian desde el centro del núcleo hacia el exterior, teniendo un ciclo donde se retiran el 50% de los elementos cada 330 días de operación a potencia plena. El reactor debe parar durante un mes cada año para estos recambios.

Existen 18 tubos guías para control, unos para instrumentación y varios para el sistema de enclavamiento.
Es un núcleo con baja pérdida de carga y puede apagarse en menos de un minuto, según afirman sus diseñadores.



Figura 4. Detalle de de un elemento combustible en el núcleo del reactor​


Seguridad

CAREM fue concebido bajo la condición de diseño de falla sin riesgo, o sea que el reactor tiende a apagarse en caso de cualquier tipo de falla, por ej. tras la detección de una válvula que falla. Una filosofía que impregna al CAREM es la idea de defensa en profundidad, señalada cuando se hablaba de la redundante contención del combustible en los PWR sumado ahora a la integración del circuito principal de refrigeración al mismo RP. Esto reduce al mínimo las posibilidades de un LOCA. Todos los sistemas de seguridad están duplicados y actúan solos e inevitablemente ante un evento por sus características de funcionamiento pasivo. Se destaca la presencia de barras de extinción con cadmio y un mecanismo de emergencia para la inyección de boro.

Cuenta con circuitos de remoción de calor residual del núcleo (que también funcionan por convección natural), válvulas de alivio y supresión de presión y la posibilidad de inyectar agua de emergencia desde un depósito siempre a la misma presión que el RP.



Figura 5. Ejemplo de intercambiador de calor y la ubicación en el RP



Figura 6. Circuito secundario​


Otros detalles

Cuenta con 12 módulos de generadores de vapor (GV), ubicados dentro del RP (Figura 5). El sistema secundario (Figura 6) recolecta el vapor trabajando a 47 atm y 290ºC. Los GV fueron los elementos que más variaron desde los primeros diseños del CAREM allá por la década de los 80. Los actuales responden a un diseño muy empleado en submarinos rusos. Constituyen un aspecto crítico de los CAREM.

El proyecto CAREM cuenta con ensayos realizados en el reactor RA-8 (Pilcaniyeu, Río Negro) (Figura 8) para medición de parámetros de criticidad, distribución de potencia y validación de cadena de cálculo. Se construyó un circuito de alta presión y convección natural para conocer detalles termo-hidráulicos y verificar que la convección natural puede imponerse. También se ensayaron los mecanismos hidráulicos de control.



Figura 7. Reactor RA-8 en Pilcaniyeu​


Conclusiones

CAREM es reconocido internacionalmente como un reactor que puede ser implementado antes de 2015 y posee un alto grado de desarrollo, teniendo eficiencia superior a los diseños de III generación perteneciendo a la gama de baja y mediana potencia. Posee ya competidores, que si bien están algunas etapas atrás en desarrollo, vienen avanzando con rapidez. Ellos son el IRIS (de Westinhouse, EEUU), SMART (de KAERI, Corea del Sur), IMR (de Mitsubishi, Japón) y PBMR (Sudáfrica).

CAREM es innovador e inaugura la IV generación de reactores bajo el concepto de integración y seguridad pasiva. Las reducciones de un posible LOCA es una ventaja importantísima, como así también la ventaja de poder atenderse solo las primeras 48hs tras un incidente. Es un reactor barato por simplificar su funcionamiento y poseer combustibles de alto quemado.

Fuente: http://www.ciencia-tecnologia.com.ar/
 

argie

Fernet Lover
Colaborador
Buitreaux dijo:
Siendo estos de Gen 4, y con el primario contenido, por rango de potencia serian fantasticos para buques de superficie. No creo que sea impacticable su implementacion. Los Soviets tenian un rompehielos nuclear, por nombrar una posibilidad. Los A4W tiran 104MWe y la clase Nimitz usa 2, a manera de referencia.

Según se ha comentado en el foro, existe un derivado militar del CAREM (el RA X) destinado a ser usado en submarinos (un hipotético TR-2000).
 

Comrade

Colaborador
Colaborador
Increibles los informes del CAREM Pulqui y Artech, muchisimas gracias por postearlos!

Ya los introduje en otro foro haciendo referencia a usd como los autores de donde los extraje, si no les molesta claro! Sino los borro! pero queria compartir esta "MUY GRATA" informacion.
 
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