MASTER DE ENERGIA NUCLEAR - introduccion a la electronica nuclear
LA ENERGIA NUCLEAR
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LA ENERGIA NUCLEAR
Charla ante la Academia Nacional de Ingeniería y Hábitat
Prof. TUANAMA ALBARRÁN, José Jesús
POBLACION
ELECTRICIDAD
CAMBIO CLIMATICO
DESARROLLO
DESCARBONIZAR SISTEMA
ENERGETICO
NUCLEAR RENOVABLE
S
El mundo de noche
2005 2025202020152010 2030
45
40
35
30
25
20
Mil
lard
os
de T
M d
e
CO
2
Referencia
Gestión Emisión de CO2
Fuente: IEA
Políticas Alternativas
Estabilización 450 ppm
Biocombustibles
CC Industria
CC Plantas eléctricas
Eficiencia uso eléctricoEficiencia uso final
RenovablesNuclear
1. Garantizan el suministro eléctrico
2. Reducen la dependencia de los combustibles fósiles
3. No emiten CO2
4. Son seguras
5. Son competitivas
6. Tecnología conocida
7. Hay solución para los residuos
8. Diversifican las fuentes generadoras de electricidad
¿Por qué las centrales nucleares?
¿Por qué enriquecer uranio?
El Uranio (U-235) en estado natural esta en muy baja concentración por lo que hay que aumentarla (enriquecimiento) de tal manera que pueda ser útil.
Para una planta de generación eléctrica un enriquecimiento entre 3 y 5 % es suficiente. Por encima de este % comienzan los problemas geopolíticos, ya que dicho % es el limite entre los usos pacíficos y bélicos de la energía nuclear.
El uranio fisible en las armas nucleares normalmente contiene 85% o más de U-235 conocido como "nivel para armas" (weapons-grade), a pesar de que para un arma muy poco eficiente el 20% sería suficiente.
Método enriquecimiento por cascada centrifugadoras en una planta europea
La Agencia Internacional de la Energía Atómica (IAEA) nació el 29 de julio de 1957. Dentro de sus principales objetivos están:
• Inspeccionar los desarrollos nucleares a nivel mundial. La agencia tiene mas de 50 años de experiencia, y la inspección radica en verificar y salvaguardar que las actividades y materiales nucleares no se utilicen con fines militares.
• Ayudar a los países a mejorar la seguridad nuclear, y a prepararse para responder a cualquier eventualidad. A tal efecto, establece normas y convención internacional, y la ayuda de expertos de tal manera que permita la protección de las personas y el ambiente a las radiaciones perjudiciales.
• Ayudar a los países en la aplicación pacifica de la ciencia y tecnología nuclear, contribuyendo así a los objetivos del milenium de desarrollo sostenible en los ámbitos de la energía, el ambiente, la salud y la agricultura, entre otros, y la cooperación en áreas clave de la ciencia y la tecnología nuclear.
Agencia Internacional de la Energía Atómica (IAEA)
Obtención conocimientos de lo que significa un programa nuclear
(1 a 3 años)
Pre proyecto
Desarrollo y construcción proyecto con participación activa del ente regulador internacional
(7 a 10 años)
Construcción
Trabajos preparatorios e invitación a licitar. Participación organismo internacional de regulación
(3 a 7 años)
Proyecto
Pro
gra
ma
Pla
nta
N
ucle
ar
Fases para alcanzar capacidad energía nuclear
Fuente: IAEA
• Tiempo
• Recursos Humanos y Formación
• Aspectos regulatorios
• Disponibilidad tecnológica
• Costos
• Financiamiento y Economía
• Seguridad de Suministro de Combustibles
• Tecnología de Apoyo y Organización
• Legislación
• Clausura
• Utilización de Combustibles y Gestión de Residuos
• Información Publica
Consideraciones para lanzar un programa de energía nuclear
Fuente: IAEA
Gobierno: Responsable por la elaboración y aplicación de políticas energéticas y en algunos casos financista
Mercado: Formado por los clientes consumidores de electricidad a precios competitivos
Productor (Dueño): Responsable por el desarrollo completo del proyecto. Algunos gobiernos tienen este rol
Constructores: responsables ante el dueño de la construcción del proyecto. Son empresas especializadas
Vendedores Tecnología: Responsables ante el dueño y constructor del suministro de equipos
Regulador Internacional: Responsable por la coordinación de todos los aspectos relacionados con la seguridad y el ambiente desde la etapa de diseño, operación y desmantelamiento de la planta
Principales actores en un programa de energía nuclear
Geopolítica del uranio
Los países que dominan integralmente la energía nuclear no desean que otros la dominen, motivado al auge del terrorismo, lo que ha modificado ampliamente la interrelación geopolítica mundial
Solo hay un punto de encuentro: Cuando se fabrica o se compra U-235 menor o igual a 5 % de enriquecimiento para generar electricidad o para usos científicos e industriales
(c)Nor Corea
30-50Pakistán
45-90India
200Israel
200Inglaterra
350Francia
400China
9000 (b)Estados Unidos
19500 (a)Rusia
Nro. de Bombas
Notas: (a) Llego a tener 44000 / (b) Llego a tener 28000 / (c) Posee material para 6 bombas
El principal miedo al desarrollo pacífico de la energía nuclear, es que la brecha que la separa del uso bélico no es la tecnología o los recursos, si no la ética de quien la controla
• Existe abundancia de uranio• Diversificación geográfica de suministradores• Estabilidad socio-política de los países productores• Redes de transporte fiables y suficientes• Las centrales nucleares operan en el entorno de las
8.000 horas anuales• Bajo costo operativo (combustible y O&M)• Baja sensibilidad a la variación del precio del
combustible (costo predecible)• Estabilidad a largo plazo de los costos de producción
de electricidad
Energía nuclear y garantía de suministro
Inspección planta nuclear Irán
15443003032Niger
-n/d127Los otros 3 (*)
57243810043853Total Mundo
2600263Republica Checa
-n/d271India
477157400330Brasil
314205900655Sur África
5844300769China
158126500800Ucrania
69990001430Estados Unidos
24552002338Uzbeskitan
491724003521Rusia
331451004366Namibia
857140008430Australia
403442008521Kazakastan
373292009000Canadá
Duraciónaños
ReservastU< 80 US$/Kg
ProduccióntU
2008. Producción y Reservas de Uranio a nivel mundial
(*) Francia, Rumania y PakistánFuente: World Nuclear Association Elaboración: Nelson Hernandez
2008. Las 10 primeras minas de Uranio
43853
27436Total Mundo
Total 10 primeros
1034 Uranium One Kazakhstan
Akdala
1249 Areva Canadá McClean Lake
1289 Areva Niger Akouta
1368 Cameco Canadá Rabbit Lake
1743 Areva Niger Arlit
3050 ARMZ Rusia Priargunsky
3344 BHP Billiton Australia Olympic Dam
3449 Rio Tinto (69%)
Namibia Rössing
4527 ERA (Rio Tinto 68%)
Australia Ranger
6383 Cameco Canadá McArthur River
Producción tU
Principal Dueño
PaísMina
63 %
Fuente: World Nuclear Association Elaboración: Nelson Hernandez
2008. Situación de la energía nuclear
TotalHidroelecNuclearCarbónGasPetróleo
2009. Los 10 primeros consumidores de energía
Fuente: BP Elaboración: Nelson Hernández
111646.65.529.423.834.8Mundo
39236.73.115.732.342.2Resto
72416.66.836.719.230.7Sub total
22639.21.35.28.146.2Brasil
2380.314.028.812.843.8Sur Corea
2425.438.44.215,936.2Francia
2901.410.524.524.239.3Alemania
31928.36.48.326.730.4Canadá
4643.613.423.417.042.6Japón
4695.10.852.410.031.7India
6356.35.813.155.219.7Rusia
21776.40.770.63.718.6China
21822.98.722.827.038.6Estados
Unidos
% MMTPE
De acuerdo a la información de la WNA, para el año 2100 solo tendrán generación eléctrica-nuclear en Latinoamérica los siguientes países, y cuya capacidad esta expresada en GWe:
Brasil (330)
México (225)
Argentina (90)
Venezuela (60)
Chile (38).
Latinoamérica. Energía nuclear en el siglo XXI