Una central nuclear no és res més que una central tèrmica l'energia de la qual s'obté a través de la fissió d'àtoms d'urani235 o de plutoni239. La seva vida útil és d'uns 40 anys i el "combustible" contingut en el nucli supera fàcilment les 70 tones. Però tot el procés és complex. Des de l'extracció del mineral d'urani fins a l'emmagatzematge dels residus els passos són aquests:

• El cicle del combustible
       El mineral d'urani s'extreu de mines d'arreu del món, on les concentracions més altres són entre 1 i 3 kg per tona de roca extreta, i es comercialitza en forma d'un concentrat de puresa entre el 70 i el 75% anomenat "pastís groc" degut al seu color. El problema principal de l'urani és que en la natura hi existeixen tres isòtops amb les seves respectives proporcions, U234 (0,006%), U235 (0,7%) i U238 (99,294%), i l'únic isòtop fissibles és l'U235. Per aconseguir una reacció en cadena, el percentatge d'U235 ha d'estar entre el 3 i el 4%, de manera que s'ha de fer augmentar la proporció separant-lo dels altres isòtops mitjançant la centrifugació. Aquest procés s'anomena enriquiment. Una vegada enriquit es transforma en òxid d'urani (UO2) i es compacta en pastilles cilíndriques d'uns 10 grams. A partir d'aquí s'empaqueta en beines que seran situades en el reactor de la central per a la seva fissió. Quan el percentatge d'U235 és massa baix per mantenir la reacció en cadena se'l pot tractar de tres maneres diferents:

       - Com a residu.
       - Recuperant l'U235 que encara no s'ha fissionat i tornant-lo a enriquir.
       - Transformant-lo en plutoni239 mitjançant altres reaccions nuclears.

• El cor de la central
       Una central nuclear no és res més que una central tèrmica on l'energia prové de la fissió de nuclis atòmics. Així, la part més diferenciadora és el reactor nuclear. En el seu nucli s'hi disposen les beines d'òxid d'urani en formació circular. La quantitat variarà segons la potència de la central, que en les modernes va des dels 900 als 1.450 MW. La reacció s'inicia mitjançant el bombardeig amb neutrons a altes velocitats. A mesura que els nuclis es fissionen alliberen energia calorífica, radiacions i altres neutrons que impactaran amb els nuclis veïns, els fissionaran i tornaran a alliberar nous neutrons; i així contínuament. És el que s'anomena reacció en cadena.
  
  
  

  
       El problema de mantenir la reacció rau en el fet que els neutrons han d'anar a una certa velocitat per ser "absorbits" pels nuclis d'U235. Així, cal un moderador que els freni de 20.000 km/s a 2 km/s. En la majoria de centrals aquest fre pels electrons és aigua líquida que separa les beines d'urani. És per això que les centrals que usen aigua com a moderador s'anomenen reactors d'aigua pressuritzada. En el cas que l'aigua es perdés, la reacció en cadena cessaria immediatament ja que els neutrons tindrien una velocitat excessiva per fissionar els nuclis. Altres moderadors són l'aigua pesada (els hidrògens de la qual són deuteris) o el grafit (cristall del carboni), aquest últim utilitzat en el reactor I de la central nuclear de Vandellós, actualment clausurat i en procés de desmantellament.
       Per regular la producció d'energia, és a dir, el nombre de fissions per segon, s'introdueixen al reactor elements que absorbeixen els neutrons. Són l'àcid bòric i les barres de control. Aquestes, a mesura que s'introdueixen entre les beines absorbeixen més neutrons i fan disminuir el nombre de fissions. A mesura que s'enretiren la potència del reactor augmenta pel fer d'haver-hi més neutrons lliures.
       El conjunt del reactor està tancat hermèticament dins d'un vas d'acer amb parets de 25 cm de gruix.

• El circuit primari
       L'energia calorífica produïda per les fissions és transmesa per l'aigua del reactor (que actua a l'hora com a moderador) fins als generadors de vapor. Allí passa per fins tubs de quilòmetres de llarg on intercanvia la seva calor amb el circuit secundari, escalfant l'aigua d'aquest a 300ºC i transformant-la en vapor.
       Seguidament és retornada al reactor mitjançant un sistema de bombeig. L'aigua del circuit primari es manté sempre en estat líquid tot i les altes temperatures degut a l'alta pressió a que està sotmesa.
       Tot aquests elements, junt amb les canonades que els uneixen, es troben hermèticament tancat dins d'un edifici extraordinàriament resistent anomenat edifici de contenció.

• El circuit secundari
       Un cop escalfada l'aigua en els generadors de vapor, aquesta es condueix pel circuit secundari fins a l'edifici de turbines. Allí entra en les turbines, on gràcies a l'alta pressió a que es troba empeny les pales que fan girar el rotor. L'energia mecànica produïda es transmet mitjançant un eix als generadors elèctrics, que transformen l'energia d'aquest moviment rotatiu en electricitat., que posteriorment serà elevada a altes tensions mitjançant els transformadors elèctrics pel seu transport en la xarxa de flux elèctric.
       Així doncs, un cop fora de l'edifici de contenció el procés per generar electricitat és el mateix que l'utilitzat en una central tèrmica.

• El circuit de refrigeració
       Quan el vapor d'aigua surt de les turbines s'ha de condensar per poder tornar a entrar als generadors de vapor. Aquesta és la finalitat del circuit de refrigeració, on la calor de l'aigua del circuit secundari és alliberada al medi. L'aigua del circuit de refrigeració absorbeix la calor de la del circuit secundari, on no es poden produir pèrdues. Per refrigerar es pot utilitzar aigua del mar, d'embassaments o de rius de gran cabal, que després d'haver complert la seva funció és abocada al medi.
       Però si la font d'aigua és escassa o la calor que s'allibera és excessiva pel medi cal disminuir-ne la temperatura. Això s'aconsegueix mitjançant les torres de refrigeració, que són grans xemeneies de tir natural on el vapor d'aigua es condensa metre ascendeix, es precipita i finalment es pot recollir per tornar-lo a aprofitar en la refrigeració del circuit secundari.

• El canvi de "combustible"
       Quan el percentatge d'U235 disminueix per sota el 3% es fa difícil mantenir una reacció en cadena, però encara hi queden àtoms d'U235 per ser fissionats. Per acabar-los d'aprofitar el canvi de beines es fa cada any però només se'n renoven les més gastades, que són una tercera o quarta part del total, és a dir, les que van ser introduïdes feia tres o quatre anys. En el nucli del reactor es disposen en forma circular de manera que les més noves queden en l'exterior i les més gastades en el centre, per on passarà la majoria dels neutrons. Així al cap de tres o quatre anys s'ha renovat tot l'urani.
            Al haver d'aturar el reactor s'aprofita per realitzar el manteniment de les turbines si dels generadors. Actualment ja hi ha centrals on les campanyes de producció duren 18 mesos en comptes d'un any utilitzant més eficaçment l'U235 enriquit al 4%.
  En canvi de "combustible" obliga a aturar el reactor mitjançant les barres de control i altres captadors de neutrons que tallen la reacció en cadena.
       Llavors els operaris obren el vas i mitjançant grues es traslladen les beines. Les que ja no són útils per la fissió s'emmagatzemen en les piscines de residus, on l'aigua ajuda a absorbir les radiacions. Allí hi restaran un mínim de 2 anys abans no puguin ser tractades per reenriquir-les o emmagatzemades un recinte definitiu.

· Els residus

     Com tota indústria, la nuclear produeix una sèrie de residus, essent aquests, però, molt diferents de la resta. L'únic i principal perill que comporten és la seva radioactivitat. Per un millor control de tractament se'ls classifica en tres categories:

Categoria	Percentatge	Elements
A (alta radioactivitat)	0,5%	Productes de la fissió, barres de control i moderadors
B (mitjana radioactivitat)	9,5%	La resta d'elements del reactor com canonades, vàlvules d'entrada i sortida i el vas
c (baixa radioactivitat>	99%	Residus d'explotació: elements i canonades exteriors al reactor, vestits dels operaris, etc

     Els residus de classe A tenen una via radioactiva llarga, al voltant dels 4.000 anys. Un cop extrets del reactor es guarden en una piscina de la mateixa central on l'aigua absorbirà part de les radiacions emeses durant un mínim de 2 anys. Llavors podran éssers manipulats per dissoldre'ls en àcid nítric i tancar-los en bidons d'acer i formigó i enterrar-los en mines excavades per aquest propòsit on seran vigilats durant 300 anys, temps amb el qual la seva radioactivitat deixa de ser altament perillosa.
     En el cas d'Espanya no disposa d'aquestes instal·lacions, de manera que els residus de classe A són emmagatzemats indefinidament en la mateixa central a l'espera de la construcció d'un "cementiri nuclear" a "El Cabril" (Córdova).
     Els residus de classe B són emmagatzemats en contenidors de formigó i els de classe C, compactats i vitrificats dins de contenidors d'acer. En els dos casos la vida radioactiva és d'entre 200 i 300 anys, però al cap d'algunes dècades ja deixen de ser perillosos.
     Es guarden també a sota terra o en edificis a l'aire lliure. L'únic complex d'aquest tipus a Espanya és a "El Cabril" (Córdova), gestionat per ENRESA (Empresa Nacional de Residus Radioactius).
     La major quantitat de residus es produeix, però, quan un reactor deixa de funcionar definitivament. És aquest el cas del reactor I de la central nuclear de Vandellós, on després de l'incident greu (nivell 3 de l'escala de 7) l'any 1989 fou clausurat. El 1999 començà el seu desmantellament i s'acabarà cap al 2040 amb l'extracció del material radioactiu del nucli.

· Les mesures de seguretat a les centrals

     El pitjor accident nuclear mai esdevingut és la mundialment coneguda explosió del reactor núm. 4 de la central de Txernòbil l'any 1986. Classificada d'accident molt greu de grau 7 sobre una escala de 7 és el que va generar el dubte a la resta del món sobre la seguretat nuclear. Les fallides que es poden produir en una central nuclear es classifiquen amb la següent escala:

Grau	Descripció	Exemple
7	Accident molt greu   Emissió catastròfica de radiacions	Txernòbil (1986) Ucraïna
6	Accident greu   Emissió de radiacions amb evacuació de les poblacions pròximes	/
5	Accident amb riscos per l'exterior de les instal·lacions	Three Milles Island (1979) EE.UU. Windscale (1957) Regne Unit
4	Accident que esdevé en l'interior de la instal·lació   Contaminació radioactiva dels treballadors	Sant Laurent (1980) França
3	Incident greu   Molt pròxim a l'accident	Vandellós I (1989) Espanya
2	Incident	/
1	Anomalia	/

     Per evitar la fuita de radiacions hi ha 3 barreres claus entre el material fissible i l'exterior. La primera són les beines que envolten les pastilles d'òxid urani, que junt amb l'aigua com a moderadora i les barres de control ajuden regular el ritme de les fissions. La segona barrera és el vas d'acer amb parets de 25 cm de gruix que tancat hermèticament aïlla el reactor de l'exterior. Finalment hi ha l'edifici de contenció, construït en formigó armat a prova d'impactes i explosions. A més, el circuit primari no surt d'aquest edifici, de manera que l'aïllament de l'aigua del reactor de l'exterior és total.
     Tot i això els empleats de les centrals passen rigorosos controls sanitaris per confirmar que no sobrepassin el límit de radiacions absorbides permeses. En el cas dels treballadors exposats a les radiacions del nucli (classe A) el límit se situa en els 50 mSiervets/any, en els treballadors no directament afectats per les radiacions el màxim són 15 mSiervets/any, mentre que per la població són 5 mSiervets/any.

     A Espanya, l'organisme encarregat de vetllar per la seguretat nuclear i d'establir les mesures de control és el CSN (Centre de Seguretat Nuclear), però gran part de la normativa ve fixada per la Unió Europea.
     En el cas d'un accident amb riscos de contaminació radioactiva per la població les mesures a seguir són l'evacuació a zones allunyades, i el subministrament de pastilles riques en iode. Aquest és un element abundant a la glàndula tiroide, que regula gran part de les hormones corporals. Al ser un element fàcilment alterable per les radiacions pot quedar afectat per la resta de la vida i causar greus problemes. Si s'ingereix iode després d'ésser exposat a radiacions, el contingut en la tiroide s'elimina del cos i és substituït per nous àtoms no radioactius. De fet, la radioactivitat és quelcom que sempre ha existit en la natura i a la qual estem exposats tota la nostra vida. Només el 29% de les radiacions absorbides pel cos és d'origen artificial. La resta, 71%, provenen de fonts naturals.

· Distribució geogràfica

     Actualment hi ha 427 reactors nuclears en funcionament en tot el món que generen cap al 16% de l'energia elèctrica consumida a nivell mundial i 36 més en construcció. El rècord en reactors actius el té EE.UU. amb 109 i el país que més n'està construint o en preveu la construcció és Corea del Sud amb 10.

     Curiosament l'estat on el percentatge d'energia elèctrica d'origen nuclear és més alt és Lituània amb el 81,5%, ja que quan aquest petit estat bàltic s'independitzà de l'URSS s'emportà amb el seu territori dos reactors nuclears soviètics. Espanya, amb 9 reactors en funcionament es genera el 30% de l'energia elèctrica necessària, dels quals 3 es troben a Catalunya i produeixen el 75% de l'electricitat consumida al Principat.
     En les taules següents es poden veure els principals productors d'energia elèctrica d'origen atòmic del món.

· Una central catalana: Ascó

     El més de maig de 1999 els alumnes de les branques tecnològica i científica del 1r curs de batxillerat del nostre centre escolar tinguérem l'oportunitat de visitar la central nuclear d'Ascó, prop de Flix, a la Ribera d'Ebre. Constituïda per dos reactors i en funcionament des de 1982, subministra el 50% de l'energia elèctrica consumida a Catalunya.
     La visita s'inicià amb un audiovisual sobre el funcionament de les centrals nuclears i una explicació sobre les instal·lacions d'Ascó per part del mateix personal. Seguidament poguérem entrar en el recinte de la central, protegit per fortes mesures de seguretat. Visitarem els exteriors, l'edifici de turbines, la sala de control de reactor I i l'interior de la torre de refirgeració, que refreda l'aigua del circuit de refrigeració abans de ser abocada al riu Ebre, sempre acompanyats per un guia que ens explicava pas a pas la utilitat i el funcionament de tot el que anàvem veient al llarg del recorregut.

     Fou una visita molt interessant que ens permeté adonar-nos com d'útils i d'importants són les centrals nuclears en un país desenvolupat amb una forta demanda elèctrica i com les centrals nuclears han de deixar de ser un tabú per a ser tractades com un altre tipus d'indústria necessària per la societat, amb els seus inconvenients però també amb els seus avantatges.

	Reactor I	Reactor II
Potència elèctrica	950MW	970MW
Combustible de fissió	UO2 enriquit al 3% d'Urani 235
Temperatura en el reactor	1.800 - 2.000 ºC
Temperatura en el reactor	UO2 enriquit al 3% d'Urani 235
Temperatura de l'aigua en les turbines	280 - 320 ºC
Posada en funcionament	1982	1985
Fi del permís d'explotació	2001	2001