La central atómica de Shippingport fue (según la Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. ) la primera central de energía eléctrica atómica a gran escala del mundo dedicada exclusivamente a usos en tiempos de paz. [notas 1] [notas 2] [2] Estaba ubicada cerca de la actual Estación de Generación Nuclear de Beaver Valley en el río Ohio en el condado de Beaver, Pensilvania , Estados Unidos, a unas 25 millas (40 km) de Pittsburgh .
El reactor alcanzó su punto crítico el 2 de diciembre de 1957 y, aparte de las paradas por tres cambios de núcleo, permaneció en funcionamiento hasta octubre de 1982. La primera energía eléctrica se produjo el 18 de diciembre de 1957 cuando los ingenieros sincronizaron la planta con la red de distribución de Duquesne Light. Compañía. [3]
El primer núcleo utilizado en Shippingport procedía de un portaaviones de propulsión nuclear cancelado [4] y utilizaba uranio altamente enriquecido (93% U-235 [5] [6] ) como combustible "semilla" rodeado por una "manta" de U natural. -238, en el llamado diseño de semilla y manta; En el primer reactor, aproximadamente la mitad de la energía procedía de la semilla. [6] El primer reactor central de Shippingport resultó ser capaz de producir 60 MWe un mes después de su lanzamiento. [7] El segundo núcleo fue diseñado de manera similar pero más poderoso y tenía una semilla más grande. [6] La semilla altamente energética requirió más ciclos de reabastecimiento de combustible que la manta en estos dos primeros núcleos. [6]
El tercer y último núcleo utilizado en Shippingport fue un reactor reproductor térmico experimental, moderado por agua ligera . Mantuvo el mismo diseño de semilla y manta, pero la semilla ahora era uranio-233 y la manta estaba hecha de torio . [8] Al ser un reactor reproductor, tenía la capacidad de transmutar torio relativamente económico en uranio-233 como parte de su ciclo de combustible. [9] La proporción de reproducción alcanzada por el tercer núcleo de Shippingport fue 1,01. [8] Durante sus 25 años de vida, la central eléctrica de Shippingport operó durante aproximadamente 80.324 horas, produciendo alrededor de 7.400 millones de kilovatios-hora de electricidad. [1]
Debido a estas peculiaridades, algunas fuentes no gubernamentales califican a Shippingport de " reactor PWR de demostración " y consideran que el "primer PWR totalmente comercial" en Estados Unidos fue Yankee Rowe . [10] Las críticas se centran en el hecho de que la planta de Shippingport no se había construido según las especificaciones comerciales. En consecuencia, el coste de construcción por kilovatio en Shippingport fue aproximadamente diez veces mayor que el de una central eléctrica convencional. [7] [11]
En 1953, el presidente estadounidense Dwight D. Eisenhower pronunció su discurso Átomos para la paz ante las Naciones Unidas . La generación de energía nuclear comercial fue la piedra angular de su plan. El almirante Rickover aceptó una propuesta de Duquesne Light Company y se iniciaron los planes para la central atómica Shippingport. [ cita necesaria ]
Se inició la construcción el Día del Trabajo, el 6 de septiembre de 1954. El presidente Eisenhower inició de forma remota la primera palada de tierra en la ceremonia. [3] El reactor alcanzó su primera criticidad a las 4:30 a. m. del 2 de diciembre de 1957. [3] Dieciséis días después, el 18 de diciembre, se generó la primera energía eléctrica y se alcanzó la potencia máxima el 23 de diciembre de 1957, [3] aunque la estación permaneció en modo de prueba. Eisenhower inauguró la central atómica Shippingport el 26 de mayo de 1958. La planta se construyó en 32 meses a un costo de 72,5 millones de dólares (equivalente a 786.504.739 dólares en 2023). [2]
El tipo de reactor utilizado en Shippingport era una cuestión de conveniencia. La Comisión de Energía Atómica instó a la construcción de un reactor integrado a la red eléctrica. El único reactor adecuado disponible en aquel momento era el destinado al portaaviones de propulsión nuclear deseado por la Armada, pero que Eisenhower acababa de vetar. [4]
Kenneth Nichols , de la AEC, dijo que "se volvió obvio" que el reactor de agua a presión Rickover-Westinghouse destinado a un portaaviones era "la mejor opción para que un reactor demostrara la producción de electricidad" y que Rickover "tenía una organización en marcha y un reactor proyecto en marcha que ya no tenía ningún uso específico que lo justificara". Esto fue aceptado por Lewis Strauss y la Comisión en enero de 1954. La aceptación de Duquesne Light como socio de servicios públicos se anunció el 11 de marzo. La ceremonia de inauguración fue iniciada por Eisenhower desde Denver, donde estaba dando una charla sobre energía atómica el Día del Trabajo; Rickover se aseguró de que la topadora no tripulada que empujaba la tierra no se hundiera y se detuviera haciendo que la hoja topadora se desplazara a lo largo de dos rieles de ferrocarril enterrados bajo seis pulgadas de tierra. [12]
El origen del proyecto explica por qué el reactor de Shippingport utilizaba uranio enriquecido al 93%, a diferencia de los reactores de potencia comerciales posteriores que no superan el 5% de enriquecimiento. [5] Otras diferencias significativas con los reactores comerciales incluyen el uso de hafnio para sus barras de control , [13] aunque estas eran necesarias y se usaban sólo en la semilla del reactor. [6] Shippingport fue creado y operado bajo los auspicios del almirante Hyman G. Rickover , cuya autoridad incluía un papel sustancial dentro de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos (AEC). [ cita necesaria ]
El reactor Shippingport fue diseñado para acomodar diferentes núcleos durante su vida útil; Se utilizaron tres. [ cita necesaria ]
El primero, instalado en 1957, contenía 14,2 toneladas de uranio natural (la "manta") y 165 libras (75 kg) de uranio altamente enriquecido (93% U-235) (la "semilla"); A pesar de esta disparidad en masa, aproximadamente la mitad de la energía se generó en la semilla. [6] La semilla se agotó más rápido que la manta y se repuso tres veces durante la vida del primer núcleo. [6] Siete años más tarde (cuando funcionaba con su cuarta semilla), el primer núcleo fue retirado, después de haber producido 1.800 millones de kilovatios-hora de electricidad. [6]
El segundo núcleo había aumentado la capacidad de generación (más de cinco veces) y la instrumentación para medir el desempeño, pero por lo demás usaba el mismo diseño de semilla y manta. [6] Para el segundo núcleo, el volumen de semillas fue el 21% del volumen total del núcleo. [6] Por lo tanto, el segundo núcleo sólo requirió un reabastecimiento de semillas. [6] Comenzó a funcionar en 1965 y durante los nueve años siguientes generó casi 3.500 millones de kilovatios-hora de electricidad. [ cita necesaria ] En 1974, la turbina-generador sufrió una falla mecánica, lo que provocó el cierre de la planta. [ cita necesaria ]
El tercer y último núcleo fue un reproductor de agua ligera, que comenzó a funcionar en agosto de 1977 y, después de las pruebas, alcanzó su máxima potencia a finales de ese año. [3] Utilizó bolitas hechas de dióxido de torio y óxido de uranio-233 ; Inicialmente, el contenido de U233 de los gránulos era del 5 al 6 % en la región de la semilla, del 1,5 al 3 % en la región de la manta y ninguno en la región del reflector. Funcionó a 236 MWt, generó 60 MWe y finalmente produjo más de 2.100 millones de kilovatios-hora de electricidad. Después de cinco años (29.000 horas efectivas de plena potencia) [14] se extrajo el núcleo y se descubrió que contenía casi un 1,4% más de material fisionable que cuando se instaló, lo que demuestra que se había producido una reproducción. [9] [15]
El 1 de octubre de 1982, el reactor dejó de funcionar después de 25 años. [16] El desmantelamiento de la instalación comenzó en septiembre de 1985. [17] En diciembre de 1988, el conjunto de recipiente de presión del reactor/tanque de protección de neutrones de 956 toneladas (870-T) fue sacado del edificio de contención y cargado en el equipo de transporte terrestre en preparación para su remoción del sitio y envío a un lugar de entierro en el estado de Washington. [18] El sitio ha sido limpiado y liberado para su uso sin restricciones. Si bien el reactor Shippingport ha sido desmantelado, las unidades 1 y 2 de la estación de generación nuclear de Beaver Valley todavía tienen licencia y están en funcionamiento en el sitio. [ cita necesaria ]
La limpieza de Shippingport por valor de 98 millones de dólares (estimación de 1985) ha sido utilizada como ejemplo de desmantelamiento exitoso de un reactor por los defensores de la energía nuclear [ ¿quién? ] ; sin embargo, los críticos [ ¿quién? ] señalan que Shippingport era más pequeño que la mayoría de las plantas de energía nuclear comerciales , [17] la mayoría de los reactores en los Estados Unidos tienen alrededor de 1.000 MWe, mientras que Shippingport tenía sólo 60 MWe. Otros [ ¿quién? ] argumentan que fue un excelente caso de prueba para demostrar que un sitio de reactor podía ser desmantelado de manera segura y un sitio liberado para su uso sin restricciones. El puerto marítimo, aunque algo más pequeño que un gran reactor comercial actual, era representativo, con cuatro generadores de vapor, presurizador y reactor. Solo el reactor, cuando fue empaquetado para su envío, pesaba más de 1000 toneladas (921 toneladas de peso del recipiente más el peso de una plataforma de envío de acero estructural) y fue enviado con éxito por vía fluvial para su entierro en la Reserva Hanford . [19] La vasija del reactor de la planta de energía nuclear de Trojan (ubicada en Oregon) también fue enviada con éxito por vía fluvial al sitio de Hanford; un viaje mucho más corto que el reactor de Shippingport. [ cita necesaria ]
Después del desmantelamiento de Shippingport , otros tres grandes reactores comerciales han sido completamente derribados: la central nuclear Yankee Rowe fue completamente desmantelada en 2007 y la Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. (NRC) notificó a Yankee en agosto que el sitio de la antigua planta había sido completamente desmantelado de conformidad con con los procedimientos y regulaciones de la NRC; [20] La central nuclear Maine Yankee fue completamente desmantelada en 2005; [21] y Planta de energía nuclear Yankee de Connecticut . [22] Los tres sitios de reactores comerciales anteriores han sido devueltos a condiciones totalmente nuevas y están abiertos a los visitantes. [ cita necesaria ]
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Medios relacionados con la central atómica Shippingport en Wikimedia Commons