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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 Chernóbil contribuyó a la propagación de material radiactivo.
Se han utilizado varios tipos de reactores nucleares moderados con grafito en la generación de electricidad comercial :
Se han construido numerosos reactores de investigación o de prueba que utilizan grafito como moderador.
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El primer reactor nuclear artificial, 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 prueba 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 de Oak Ridge , que fue el primer reactor nuclear diseñado y construido para operación continua, y comenzó a operar en 1943.
Se han producido varios accidentes importantes en reactores moderados por grafito, siendo el incendio de Windscale y el desastre de Chernóbil probablemente los más conocidos.
En el incendio de Windscale se utilizó un proceso de recocido del grafito que no había sido probado y que contribuyó al accidente; sin embargo, fue el combustible de uranio y no el grafito lo que se incendió en el reactor. El único daño causado por el moderador de grafito se localizó alrededor de los elementos combustibles en llamas. [1] [2]
En el desastre de Chernóbil, 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 presionar el botón SCRAM (AZ5) para apagar el reactor, las barras de control se atascaron en el medio del núcleo, lo que provocó un bucle positivo, ya que el combustible nuclear reaccionó al grafito. Esto se ha denominado el "desencadenante final" de los eventos antes de la ruptura. Un incendio de grafito después del evento principal contribuyó a la propagación de material radiactivo. La enorme excursión de potencia en Chernóbil durante una prueba mal realizada 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 radiactiva 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 , ambas reactores de uranio natural moderados por grafito de la UNGG , sufrieron accidentes importantes. Cabe destacar especialmente una fusión parcial del núcleo el 17 de octubre de 1969 y una excursión térmica durante el recocido de grafito el 13 de marzo de 1980 en Saint-Laurent, ambas clasificadas como INES 4. La central nuclear de Vandellòs resultó dañada el 19 de octubre de 1989 y su reparación se consideró antieconómica.