Destacado Chernóbil: La física detrás de la explosión, Una excelente explicación, repleta de detalles técnicos

Youtube traduce automáticamente casi todos los videos, si te fijas al lado del botón CC (Closed Caption) hay un botón que tiene forma de engranaje, haz click ahí y buscando un poco encuentras rápidamente el subtítulo "spanish".
(claro que no siempre es completamente exacto pero funciona perfecto para lo que necesitamos).

Saludos!!!

 

youtube traduce automáticamente desde el ingles, si el creador o alguien mas aporta con el subtitulo quedaría disponible, en este caso solo tiene ingles.

 

excelente explicacion, lastima que quienes operaron este reactor no tuvieran los conocimientos exactos que hoy en dia se tienen lamentablemente un solo condoro dejo al descubierto muchos errores hasta de protocolos de seguridad y personal no calificado.
debería ser obligatorio que cada central en caso de desastre ya deberia tener un sarcofago de proteccion.

para quien nesecite los subtitulos se los dejo aca en este enlace
https://www.youtube.com/timedtext_e...bl=vmp&ui=hd&ref=player&tab=captions&ar=3&o=U



Hola!, soy Scott Mandley
Y hoy haré un episodio extra de "Ser nuclear"
Donde hablaremos porqué el reactor número 4 de Chernobyl explotó en 1986.
Obviamente, el catalizador para este video es la serie "Chernobyl", en HBO and Sky,
lo diré ya mismo: Es muy buena y vi todos los capítulos y algunos de los detalles son correctos.
No es totalmente precisa en todo, pero
pero creo que la escena en la corte, en el capítulo final,
es una explicación excepcionalmente buena de lo que pasó, para una persona común.
Sin embargo, creo que se saltaron algunos mecanismos importantes,
sobre los que me gustaría hablarles.
La serie es mejor que todos los documentales que he visto sobre el tema.
Hay algunos documentales terribles, yo miraría esta serie antes que aquellos.
Además, no me concentraré en las personas involucradas.
No daré nombres.
ni hablaré de las secuelas.
que ha dado lugar a historias muy sorpendentes.
de héroes, y tragedias, porque la serie hace esa parte muy bien.
que vamos directamente a ver como opera un reactor nuclear.
Varios de los detalles que hablaré ya han sido explorados en mi serie "Going Nuclear"
Pero si no la has visto, este video es adecuado de todas formas.

Un reactor nuclear funciona como una reacción en cadena autosostenida,
donde átomos de uranio o plutonio son partidos en átomos más livianos.
y en ese proceso liberan energía. Esto se conoce como "fisión"
Cuando el átomo se divide, también liberan neutrones con alta energía.
Que van rebotando dentro del núcleo

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Y algunos de ellos terminan golpeando otro átomo de uranio o plutonio y los hacen dividirse

1:57.9

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Los reactores son equilibrados en promedio 1 neutron por reacción

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que desencadenan otra reacción

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Si este promedio es un poco mas alto, entonces el ritmo de las reacciones se incrementará

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y si es un poco mas bajo el ritmo de reacciones decaerá en el tiempo.

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Dado que cada fisión produce dos o tres neutrones con alta energía

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Necesitan deshacerse del exceso de neutrones de alguna forma.

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Hay tres cosas que pueden pasar:

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En primer lugar, los neutrones pueden desencadenar otras reacciones,

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podrían escapar del núcleo y perderse

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o podrían perderse siendo absorbidos por otro tipo de átomo

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que no experimenta una fisión.

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Los diseños de los reactores incluyen materiales dentro que son diseñados para absorber los neutrones extras.

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Estos son materiales tales como el boro o cadmio,

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que pueden mantener el ritmo de la reacción constante.

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Algunos de estos absorbentes, estan en forma de barras de control desplazables

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que pueden entrar y salir del núcleo para cambiar el ritmo de absorción de neutrones

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y mantener la cantidad de neutrones en exceso constante.

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El combustible nuclear que usaba el reactor en Chernobyl era uranio.

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El uranio se encuentra en la naturaleza compuesto por dos isótopos básicos,

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está el uranio 238, que es el más común y en lugar de dividirse cuando lo golpean neutrones

3:14.4

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tiende a absorberlos.

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El uranio 235 es mas raro pero cuando es golpeado por un neutron, este es el que se divide y libera energía.

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Solo el 0.7% del uranio encontrado en la natulareza es uranio 235

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Sin embargo, en la primera bomba nuclear que se lanzó, "Little Boy"

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su uranio fue enriquecido alrededor del 80% con uranio 235.

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Debido a la complejidad de la física nuclear cuántica, la cual pasaré por alto

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Las chances de un neutron a ser absorbido o producir una fisión

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cambian con la energía del neutron.

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En el uranio 235 las chances de que un neutron cause una fisión

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es alrededor de 1,000 veces mayor para neutrones con baja energía que para los de alta energía.

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Los neutrones que aparecen luego de cada fisión son de muy alta energía

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Se mueven a una buena parte de la velocidad de la luz

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Entonces los reactores se diseñan para que puedan disminuir la velocidad de estos neutrones,

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cercana a la velocidad del sonido.

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Y hacen esto haciendo que los neutrones reboten en otros átomos en el núcleo

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y cada vez que rebotan, reducen su velocidad un poco.

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Los mejores átomos para hacer este trabajo, son aquellos que rara vez absorben neutrones

4:27.7

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y que son muy ligeros así cada rebote transfiere tanta energía como sea posible.

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Los mas comunes que vemos en reactores son carbon en forma de grafito

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o hidrógeno y oxígeno en forma de agua.

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Estos materiales que disminuyen la velocidad de los neutrones se llaman "moderadores"

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Y hacen posible funcionar un reactor nuclear sin gastar demasiado tiempo y esfuerzo

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enriqueciendo el combustible a niveles de armas nucleares.

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Vale la pena mencionar que el hidrógeno común tiene una posibilidad razonable de absorber neutrones

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que contrarresta su utilidad como moderador,

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pero funciona si el enriquecimiento del combustible es lo sificientemente alto.

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El deuterio tiene una chance mucho menor de hacer esto

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la cual es la razon por la que se usa agua pesada en algunos diseños de reactores.

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En Chernobyl los reactores eran los RBMK

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que son las siglas en ruso de "Reaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalnyy"

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Creo que se traduce algo así como "reactor de alta potencia de tipo canal"

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Los canales son una serie de tuberías verticales a través del nucleo

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que llevan el agua de refrigeración y contienen también objetos como

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barras de combustible, barras de control, fuentes de neutrones, intrumentación, dependiendo de la configuración del reactor.

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Mientras muchos reactores refrigerados por agua usan agua como moderadores,

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en los RBMK el moderador de neutrones son principalmente bloques de grafito

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que se ubican alrededor de los canales

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Esto fue una decisión de diseño que le hacía posible al reactor mantener la reacción

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usando uranio natural no enriquecido como combustible

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sin tener que recurrir al agua pesada como refrigerante y esto lo hacía un diseño muy económico.

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Un grupo de bombas eléctricas enviaban el agua a través del nucleo,

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el agua presurizada entraba desde el fondo del nucleo,

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absorbía calor de la reacción y después de salir del nucleo, el vapor era separado

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y utilizado para mover las turbinas.

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Así, llegamos a "el ensayo".

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Había una serie de procedimientos siendo realizadas en la noche del accidente.

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En el caso de una emergencia, el reactor sería apagado,

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pero el proceso de enfriamiento tenía que continuar.

6:34.3

6:38.0

El reactor continúa produciendo calor luego de que se detiene

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porque los átomos divididos son radioactivos

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y se van lentamente descomponiendo y liberando energía.

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Eso quiere decir que que no podías detener inmediatamente el enfriamiento por agua del reactor.

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Asi que estas bombas tenían que seguir operando

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y para asegurarse de que esto sucediera, habían generadores diesel que podían arrancar y proveer

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energía a las bombas en una emergencia.

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Sin embargo, estos generadores tomarían algo asi como 1 minuto para entrar en régimen,

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asi que se necesitaba otra fuente de energía para ese minuto crítico

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y esa energía se suponía que vendría de las turbinas que aún seguían girando.

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Como la generación de vapor se detiene, las turbinas empezarían a detenerse

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Pero seguirían teniendo energía cinética, asi que podrían seguir generando energía eléctrica

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convirtiendo su energía cinética en electricidad

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Y eso podría seguir alimentando a las bombas por un tiempo suficiente hasta que los generadores diesel arrancaran.

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Esto nunca había sido probado de forma exitosa para el reactor 4 de Chernobyl.

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Los reguladores de tension siempre hacían que la energía cayera demasiado rápido

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Asi que este ensayo se suponía que sería el que finalmente mostrara que el sistema de seguridad funcionaría.

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El reactor iba a ser desconectado por mantenimiento de todas maneras

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entonces fue agendado para el momento en que sería apagado.

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Sin embargo ese día la red eléctrica requería mas energía de la esperada

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eso quiere decir que no se permitió que el reactor 4 fuera desconectado como se planificó

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y en cambio el reactor sigió operando a niveles de energía relativamente altos

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hasta la noche.

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Ahora, recuerden que expliqué que el balance de los neutrones absorbidos es importante

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y como los isótopos que absorben neutrones se usan para controlar esto.

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Uno de los productos de la fisión mas críticos que se producen en el núcleo

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es el xenón 135 y es excepcionalmente bueno absorbiendo neutrones

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que de no ser absorbidos se utilizarían para sostener la reacción

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Pero el xenon 135 no aparece instantáneamente,

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alrededor del 95% de ellos proviene del yodo 135 que tiene una vida promedio de 6 horas y media.

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De modo que para un reactor que ha estado trabajando, el xenon aparece 6 horas y media luego de la reacción.

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Cuando el reactor está operando, la cantidad de xenon 135 crece en el tiempo hasta alcanzar un equilibrio

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y la absorción extra del xenon hace que se necesiten menos barras de control.

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En la ingeniería nuclear el xenon 135 se lo conoce como "veneno de neutrones"

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debido a su capacidad de "matar" la reacción robando los neutrones que la reacción necesita.

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Esto es esperado y bajo condiciones normales de operación

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el sistema de control del reactor ajustará las barras de control para mantener el ritmo del reactor constante.

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En un reactor activo el xenon 135 es removido siendo consumido

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cuando absorbe un neutron se transforma en xenon 136

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el cual es mucho menos probable que absorba otro neutron y es muy estable

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o si el reactor está en reposo, entonces no está generando ningún neutron

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entonces, se descompondrá en cesio 135 con una vida promedio de unas 9 horas y media.

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Pero es importante darse cuenta que si la energía del reactor se reduce

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la producción de xenon continuará por otras 6 horas y media.

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Pero el ritmo en que se consume ahora sucede en menores niveles de energía.

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De modo que bajando la energía del reactor

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lo pone en la situación donde el envenenamiento de neutrones crece y enfría aún mas la reacción.

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El reactor se diseñó para operar a una potencia de 3200 Mega Watts

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Pero casi todo el día antes del accidente estuvo funcionando a 1600 Mega Watts.

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Para el ensayo, se suponía que se iba a llevar la energía a 700 Mega Watts

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y para ser claro, cuando hablo de la energía del reactor, es la energía térmica

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que se está generando dentro del reactor, no la energía eléctrica que se genera luego.

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Entonces, la reducción de energía desde 1600 MW hasta 700 MW

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comenzó a las 19:10 y solo una hora después

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10:36.6

los operadores que cambiaron de turno, dirigieron la detención el reactor

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y el nivel de energía se desplomó a alrededor de 30MW,

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demasiado bajo para ejecutar el ensayo.

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En este punto, el reactor estaba en un estado en el cual sería muy dificil elevarle la energía nuevamente.

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El xenon 135 seguía creciendo y no se estaba consumiendo porque no habían suficientes neutrones alrededor

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Ningún neutrón que se generaba se estaba usando para consumir el xenon.

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Esto es coloquialmente conocido como "estar atrapado en el agujero del xenon"

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Pero eso no fue el único efecto que sofocó el reactor de sus neutrones,

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11:12.3

recuerden que el agua es un debil absorbente de neutrones,

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durante operación normal el agua refrigerante hierve y crea vapor de baja densidad en el agua

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y esto reduce la densidad del agua y por lo tanto la cantidad de neutrones absorbidos.

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11:29.1

Luego cuando la energía del reactor cayó, el agua no hervía

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11:33.0

y estaba absorbiendo mas neutrones de lo normal.

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Entonces, bajo la presión del Ingeniero líder, los operarios intentaron restaurar la energía del reactor

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11:41.7

donde el ensayo podría realizarse

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Lo que significó que tuvieron que reducir la absorción de neutrones

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y, por su puesto, hicieron esto sacando las barras de control cada vez mas lejos del reactor.

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11:55.7

Las barras de control en el RMBK usaban carburo de boro como absorbente de neutrones

11:55.7

12:01.3

pero si simplemente las sacaban del núcleo, el espacio que dejaban contendría agua

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y eso es también un absorbente de neutrones, entonces para mejorar la efectividad de las barras,

12:07.2

12:12.1

éstas halaban unas piezas de grafito que actuaban como moderadores

12:12.1

12:15.1

y por lo tanto mejoraban la reactividad del sistema

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12:20.8

Por lo tanto, esto en teoría, hacía que las barras tuvieran un control mucho mas poderoso sobre el reactor.

12:21.4

12:25.4

Normalmente, habían más de 200 barras para controlar el núcleo

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pero con todo el xenon robando neutrones, los operarios sacaron casi todas las barras del núcleo

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12:35.0

había un equivalente de menos de 8 barras activas controlando el núcleo.

12:35.0

12:40.4

Y si, eso suena peligroso, pero yo imagino que los operarios no tuvieron dudas

12:40.4

12:43.2

y se atrevieron a hacer esto, a ir al límite

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12:48.9

porque ellos sabían que si las cosas se salían de control, había un botón de emergencia de apagado,

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12:52.9

podrían reinsertar todas las barras tan rápido como se podía

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12:57.4

Sacando manualmente tantas barras fuera del núcleo, fueron capaces

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13:01.2

de elevar la energía del reactor, alrededor de 200MW

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Muy por debajo de la energía que deberían haber tenido de acuerdo al protocolo del ensayo

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pero lo suficientemente alto como para enviar el agua a través del reactor

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y generar vapor suficiente como para hacer girar a las turbinas a su velocidad de operación

13:15.0

13:16.9

Y entonces el ensayo comenzó

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Las turbinas fueron desconectadas y su velocidad comenzó a disminuir.

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Y fué en este momento en que las cosas empezaron a ir mal a lo grande

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Con tantas barras de control removidas, el agua comenzó a ser un significante absorbente de neutrones

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13:36.7

y con el nivel de energía tan bajo y con el sistema de refrigeración funcionando a baja velocidad,

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13:40.8

el reactor se volvió muy sensible al hervor del agua

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13:46.1

cuando el agua comenzó a hervir y generar vapor, fueron absorbidos pocos neutrones

13:46.1

13:51.2

lo que significa que la reacción se aceleró y calentó el agua aún más.

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Este mecanismo de respuesta positivo se resume en la frase "coeficiente de vacío positivo"

13:57.9

14:02.3

y este término surge con freciencia cuando se describe el accidente de Chernobyl.

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En los reactores donde el agua es refrigerante y moderador, un incremento de vapor

14:08.0

14:11.5

reduce el efecto de moderación y por lo tanto disminuye el reactor.

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14:16.6

Esto es lo que llamamos "coeficiente de vacío negativo" y tiende a hacer al reactor mas estable.

14:17.3

14:22.5

Pero éste coeficiente es uno de los muchos coeficientes de reactividad que describen

14:22.5

14:26.6

como el reactor responde a los cambios en el reactor

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14:30.3

Otro muy buen ejemplo es el coeficiente de temperatura del combustible

14:30.3

14:35.9

que dice cómo la reactividad del reactor cambia cuando el combustible se calienta

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14:42.2

Esto es generalmente negativo también, entonces cuando la reacción se pone en marcha, ésta tiende a disminuír.

14:42.8

14:45.9

Un muy buen ejemplo de este coeficiente de temperatura del combustible

14:46.1

14:52.3

son los reactores de investigación que supuestamente podrían ser operados por estudiantes

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14:55.4

Estos tienen un extremadamente negativo coeficiente de temperatura de combustible.

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14:59.1

Éstos generan un gran pulso de energía de corta duración

14:59.1

15:02.5

que son rápidamente detenidos cuando el combustible se calienta.

15:02.5

15:05.9

El mecanismo detrás de esto es muy complicado,

15:05.9

15:10.3

pero, mas o menos explicado, mientras el combustible se calienta los átomosen el sólido vibra más

15:10.3

15:14.1

y este movimiento se añaden a la velocidad de los neutrones

15:14.1

15:18.0

cambando la velocidad efectiva de los neutrones volando por el núcleo

15:18.0

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lo cual sucesivamente afecta los parámetros de absorción y el esparcimiento

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15:25.9

y la sección transversal de la fisión cae.

15:25.9

15:31.6

A veces se lo denomina como "coeficiente Doppler" porque es resultado del desplazamiento Doppler

15:31.6

15:34.2

de los neutrones encontrando átomos.

15:34.7

15:39.3

Pero el punto al que quiero llegar es que los reacotres estan diseñados para operar en régimen

15:39.3

15:44.9

para todos estos coeficientes, todos estos factores, resultan en una reacción auto-estabilizante

15:44.9

15:52.6

Y en el RBMK el coeficiente de vacío positivo desestabilizante estaba normalmente compensado

15:52.6

15:55.3

por éste y otros mecanismos de estabilización

15:55.9

15:59.0

Con el reactor a esta baja energía y bajo caudal

15:59.1

16:02.2

cualquier cambio en la presión, caudal o temperatura

16:02.2

16:06.5

comenzaba una respuesta de energía en bucle y la energía en el reactor empezaba a subir rápidamente

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Y como la energía comenzaba a subir el agua comenzaba a hervir en niveles cada vez mas bajos de los canales

16:12.9

16:16.4

permitiendo a la reacción moverse hacia abajo en el núcleo.

16:16.4

16:21.5

Normalmente para caudales de agua elevados, si esto sucediera, la presión del agua

16:21.5

16:26.1

empujaría al vapor hacia arriba y se auto-estabilizaría pero con el caudal de agua disminuyendo

16:26.1

16:30.4

debido a la baja energía, esto contribuiría a la inestabilidad.

16:31.0

16:34.6

En este momento es cuando se activa el control de emergencia del reactor

16:34.6

16:40.8

Este era el boton AZ-5 o el EPS-5 "sistema de protección de emergencia"

16:40.8

16:45.5

Esto es en realidad un grupo de 6 botones con cubierta plástica y sellos de cera

16:45.6

16:47.8

de modo que no pudieras presionarlos accidentalmente.

16:47.8

16:51.7

Cada uno de esos botones inician diferentes procedimientos de seguridad, por ejemplo

16:51.8

16:57.6

creo que uno haría la reacción un 50% mas despacio y luego otro un 50% mas rápido

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Pero el AZ-5 apagaba la energía hasta 0 tan rápido como se pudiera.

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Y por su puesto, la forma de llevar la energía a 0 era insertando las barras tan rápido como se pudiera.

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Desafortunadamente este no era particularmente un proceso rápido

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porque las barras tenían bajar y empujar toda el agua

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Y se moverían a alrededor de 40 centímetros por segundo.

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El núcleo media aproximadamente 7 metros de alto asi que tomaría 18 segundos

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para empujar las barras hasta abajo completamente.

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Las barras de control también tenían que empujar las barras de grafito que ocupaban su lugar

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Estas barras que aumentaban la racción medían unos 4,5 metros de largo

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y estaban ubicadas en el centro del núcleo, esto quiere decir que tenía 1,25 metros de agua arriba y abajo.

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Esto tenía el efecto de que cuando eran empujadas hacia abajo del núcleo

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un par de metros, inicialmente desplazaban agua y la reemplazaba por grafito

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y eso quiere decir que la reacción en el fondo del núcleo se intensificaba

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tan pronto como se comenzaba a apagar el reactor.

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Asi que, en el esfuerzo de conseguir energía para el ensayo, los operarios llevaron al reactor

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a una configuración en la que empezaron a conseguir la energía pero dejaba de ser estable.

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Y cuando esa energía comenzó a crecer, intentaron de apagarlo pero el proceso de apagado

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intensificó la reacción temporalmente por unos segundos

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y en esos pocos segundos la energía se disparó,

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subió mucho mas alto que el límite del diseño.

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Y eso es lo que sucedió, segundos luego de que el apagado comenzace,

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hubo una explosión, seguida unos segundos después por otra explosión aún mas grande

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que voló el techo del reactor y lo dejó asentado en ángulo.

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El último registro de la energía en el sistema de control fue de 33 Giga Watts,

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alrededor de 10 veces mas alto que la energía de la estación

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pero la mayoría de los modelos de esta explosión dicen que pudo haber llegado hasta 300 Giga Watts.

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El mecanismo real de la explosión sigue de alguna forma abierta a debate,

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la mayoría de la gente cree que el incremento de energía creó vapor flash en los canales

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y causó que las tuberías se rompan y la segunda explosión mas grande,

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debido a la disociación del agua en hidrógeno y oxígeno por el calor,

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y luego se acumulara y combustionara en otro sitio.

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Pero están aquellos que argumentan fue literalmente una pequeña explosión nuclear

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donde la reacción se volvió rápidamente crítica y fue tan rápida

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que solo se detuvo cuando el combustible se vaporizó

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y explotó mas allá del punto crítico.

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En éste escenario, el material vaporizado literalmente sale disparado del canal

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como un chorro de plasma directo hacia el cielo

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En cualquier caso, una vez que la energía se escapó,

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hubieron muchos mecanismos que pudieron haber llevado a la destrucción del reactor y su contención.

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Es importante percatarse, que en ese momento la mayoría de los expertos en el mundo

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tenían la idea de que un reactor nuclear pudiera tener una explosión como esta era imposible.

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Y por supuesto la razón de que esto fuera descabellado es porque los reactores se diseñan

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para prevenir estas circunstancias, e incluso los defectos del RBMK

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fueron solucionados en los años siguientes.

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Siguen habiendo reactores RBMK operando alredeor del mundo, incluso los reactores 1, 2 y 3 de Chernobyl

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fueron apagados hace unos pocos años atrás.

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Este fue mi "llamado" análisis del lado físico del asunto.

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Los eventos que sucedieron luego de la explosión fueron el verdadero drama

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y la serie de TV hace un trabajo fabuloso poniendo a los espectadores dentro de esta situación.

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Y si, hay algunas escenas horroríficas de víctimas sufriendo de extrema radiación

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y esa es la realidad que los servicios de emergencia tuvieron que experimentar.

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Pero habiendo visto esto es importante que tengas en mente que el estudio científico

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de la generación de energía y el costo humano de la generación, muestra que la nuclear

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es, de hecho, una de las opciones más seguras.

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Yo no quiero que te vayas de este video creyendo que todos los reactores nucleares

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son un potencial Chernobyl esperando a que suceda, simplemente no es el caso.

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Pero espero que te vayas con un poco mas de conocimiento de la física

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y quizás un poco mas de respeto por la energía en general.

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[/CODE]

 

Youtube tiene la opción de traducción automática.

 

la media paja compa.. respetable completamente xD

 

para quien sabe solo 5 segundos + 2 movimientos + un codigo para el que no una eternidad....

 

PARECE QUE TIENES TIEMPO Y PACIENCIA

 

toma niño por dios ...alli tienes el tricks..

 

No es cierto, yo lo vi en español (desde el mismo link posteado)

 

que bien los subtitulos si estan es español, gracias