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Un reactor moderado por grafito es un reactor nuclear que utiliza carbono como moderador de neutrones , lo que permite utilizar uranio natural como combustible nuclear .
El primer reactor nuclear artificial, el Chicago Pile-1 , utilizó grafito nuclear como moderador. Los reactores moderados por grafito estuvieron involucrados en dos de los desastres nucleares más conocidos: un proceso de recocido de grafito no probado contribuyó al incendio de Windscale (pero el grafito en sí no se incendió), mientras que un incendio de grafito durante el desastre de Chernobyl contribuyó a la propagación de material radioactivo.
Se han utilizado varios tipos de reactores nucleares moderados por grafito en la generación de electricidad comercial :
Se han construido varios reactores de investigación o prueba que utilizan grafito como moderador.
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El primer reactor nuclear artificial, el Chicago Pile-1 , un dispositivo moderado por grafito que producía entre 0,5 vatios y 200 vatios, fue construido por un equipo dirigido por Enrico Fermi en 1942. La construcción y las pruebas de este reactor (una " pila atómica " ) fue parte del Proyecto Manhattan . Este trabajo condujo a la construcción del Reactor de Grafito X-10 en el Laboratorio Nacional Oak Ridge , que fue el primer reactor nuclear diseñado y construido para funcionamiento continuo, y comenzó a funcionar en 1943.
Ha habido varios accidentes importantes en reactores moderados con grafito, siendo el incendio de Windscale y el desastre de Chernobyl probablemente los más conocidos.
En el incendio de Windscale se utilizó un proceso de recocido no probado para el grafito, lo que contribuyó al accidente; sin embargo, fue el combustible de uranio y no el grafito del reactor el que se incendió. Se encontró que el único daño del moderador de grafito se localizó alrededor de los elementos combustibles en llamas. [1] [2]
En el desastre de Chernobyl, el grafito fue un factor que contribuyó a la causa del accidente. Debido al sobrecalentamiento por falta de refrigeración adecuada, las barras de combustible comenzaron a deteriorarse. Después de que se presionó el botón SCRAM (AZ5) para apagar el reactor, las barras de control se atascaron en el medio del núcleo, provocando un bucle positivo, ya que el combustible nuclear reaccionó con el grafito. Esto ha sido denominado el "detonante final" de los acontecimientos previos a la ruptura. Un incendio de grafito después del evento principal contribuyó a la propagación de material radiactivo. La enorme excursión de energía en Chernobyl durante una prueba mal manejada provocó la ruptura de la vasija del reactor y una serie de explosiones de vapor que destruyeron el edificio del reactor. Ahora expuesto tanto al aire como al calor del núcleo del reactor, el moderador de grafito en el núcleo del reactor se incendió, y este incendio envió una columna de lluvia altamente radiactiva a la atmósfera y sobre una extensa área geográfica. [3]
Además, la central nuclear francesa de Saint-Laurent y la central nuclear española de Vandellòs –ambos reactores de uranio natural moderados por grafito del UNGG– sufrieron accidentes importantes. Cabe destacar especialmente una fusión parcial del núcleo el 17 de octubre de 1969 y una excursión de calor durante el recocido de grafito el 13 de marzo de 1980 en Saint-Laurent, ambas clasificadas como INES 4. La central nuclear de Vandellòs sufrió daños el 19 de octubre de 1989 y se consideró una reparación. antieconómico.