REACTOR DE LA REINA CUMPLE 30 AÑOS

30 años de actividad cumple reactor del Centro Nuclear La Reina

Instalación permite operar a laboratorios de producción de radioisótopos y análisis por activación neutrónica, tecnologías que son aplicadas en los sectores de salud, minería y agricultura, entre otros.

Hace treinta años, en una fresca mañana primaveral, la bitácora de trabajo del Reactor Experimental del Centro de Estudios Nucleares La Reina, nominado técnicamente RECH1, registra a las 6:01 am, la incorporación en el núcleo del elemento combustible número veinte, proyectado como el que otorgaría la criticidad al reactor.

Gradualmente comienzan a retirarse las barras de control, con el nerviosismo y expectación de los profesionales que fraguaron el acontecimiento. A las 8:27 am del 13 de octubre de 1974, el Reactor inicia la primera reacción nuclear en cadena autosostenida, vale decir, alcanza la criticidad, sumándose al conjunto de países que controlan la fisión nuclear con fines pacíficos.

La génesis de este hecho se marca en marzo de 1969, cuando Chile firmó en Santiago un acuerdo con el Reino Unido, para contar con su tecnología en la construcción de un reactor nuclear experimental. Poco después, la firma Fairey Engineering Limited establece un contrato para diseñar y construir el reactor, tarea que comienza en julio de 1970.

En julio de 1975, luego de trabajos de calibración de la instrumentación y caracterización del reactor, alcanza una potencia de 5 megavatios térmico, constituyendo la fuente de neutrones más intensa con que cuenta el país. Poco después comienzan a operar los laboratorios de producción de radioisótopos y el de análisis por activación neutrónica.

La producción de elementos radiactivos artificiales o radioisótopos son utilizados para investigaciones en las áreas de medicina, industria, agricultura, minería y alimentación, entre otras. Los radioisotopos, radiofármacos y moléculas marcadas que genera el Reactor del Centro Nuclear La Reina son de vida media-corta, vale decir, se desintegran en poco tiempo. Estos son; Tecnecio, Yodo, Fósforo, Iridio, Sodio, Rubidio, y Cromo, entre otros.

La mayor parte de los isótopos radiactivos o radiofármacos se utilizan para diagnóstico en la identificación de enfermedades al corazón, pulmón, riñón y cerebro, entre otras y como agentes terapéuticos en el tratamiento del cáncer , así como moléculas marcadas. En el último tiempo se han desarrollado innovadoras técnicas en producción de Samario 153, para tratamientos paliativos del dolor en enfermos terminales, proporcionándoles una mejor calidad de vida.

En la industria moderna la utilización de los radioisótopos y radiaciones es de gran importancia para el desarrollo y mejoramiento de los procesos, para las mediciones y la automatización y para el Control de Calidad.

Debido a que la radiación gamma tiene la propiedad de penetrar en la materia, las mediciones pueden realizarse sin contacto físico directo del sensor con el material medido. Esta medición no es destructiva y puede realizarse en material en movimiento.

En tanto, mediante la utilización de su flujo de neutrones es posible realizar investigaciones en materiales y en el área académica de investigación y docencia

Reactor La Reina

El Reactor Nuclear La Reina sobresale entre las edificaciones del Centro de Estudios Nucleares.

Asentado en los faldeos precordilleranos de la Región Metropolitana, se aloja en un edificio de concreto reforzado mantenido a una presión levemente inferior que la atmosférica, lo que asegura un ambiente confinado. Dentro de este edificio existe una piscina de hormigón armado que contiene aproximadamente 250 m3 de agua desmineralizada, en la que se puede observar el efecto Cherenkov; luz azulada producida cuando las partículas beta (electrones) se mueven con una velocidad superior a la luz en el agua. (Nótese, se sobrepasa la velocidad de la luz en el agua).

Su principal componente es el núcleo que está constituido principalmente de Uranio con una masa de aproximadamente 5 kilogramos en una matriz de aluminio de alta pureza. La fisión del uranio es la reacción nuclear que permite el funcionamiento del reactor. El calor es extraído y transferido del núcleo mediante un circuito de refrigeración secundario, siendo finalmente descargado al ambiente como vapor mediante una torre de enfriamiento.

Un motivo más de orgullo para la Comisión Chilena de Energía Nuclear, es que desde 1998, el Reactor Nuclear La Reina opera con parte de los elementos combustibles fabricados por la Unidad de Combustible de la propia institución.

Discurso Directora Ejecutiva CCHEN, ingeniero Loreto Villanueva.

ESTADOS DE LA MATERIA

      En nuestra vida diaria, la materia se presenta en distintas formas o estados; estos son los que conocemos como estados de la materia. 

Cada estado está caracterizado por un ordenamiento especial de las partículas que lo componen. 

Así, en la naturaleza, la materia se encuentra en uno de estos tres estados: sólido, líquido y gaseoso.

 LOS GASES:

      Para entender el ordenamiento de las partículas en cada estado de la materia, procederemos a construir un modelo. Supondremos que las partículas en un material se comportan como niños jugando durante el recreo en su colegio.

      Imaginemos que estamos en el patio y que podemos observar el juego de nuestros compañeros en cada lugar de este. Ahora, veamos si este modelo responde a las propiedades que observamos en los estado de la materia.

      Supongamos que un grupo de nuestros compañeros se encuentra jugando al “pillarse”. ¿Cuál es el comportamiento de este grupo de niños? Lo que observamos es que cada niño corre azarosamente por el patio; es más, rara vez se tocan. Si pusiéramos a los niños en una habitación, veríamos que estos tienden a correr por todo el espacio disponible, razón por la cual la forma del grupo está definida tan solo por las paredes del lugar que los contiene (la habitación). Si los devolvemos al espacio abierto, constataríamos que la forma del grupo cambia constantemente, producto del deambular errático de cada uno de los niños. En efecto, son estas las características que observamos en un gas.

      Si observas cuando alguien fuma, verás que el humo no adopta una forma particular. Sin embargo, si pides que echen el humo dentro de una botella, este ocupará todo el volumen disponible en el recipiente. En un gas, las interacciones entre partículas son muy limitadas, y en algunos casos estas se pueden considerar como cuerpos libres; es decir, sin ser sometidas a ningún tipo de interacción.

 LOS LIQUIDOS:

      Supongamos ahora que tomamos al grupo de niños y los hacemos jugar a la ronda. ¿Qué observamos? Cuando los niños juegan a la ronda sus movimientos individuales ya no son tan erráticos, pues las interacciones entre niños vecinos son más fuertes (de hecho, están tomados de la mano). Sin embargo, no se encuentran del todo ligados unos a otros, pues si existe un obstáculo la ronda se deforma de acuerdo con la forma de este.

      Ahora, si ponemos al grupo en una habitación, observaremos que no tiende a utilizar todo el espacio disponible; es decir, la ronda tiene un “volumen” definido, aun cuando su forma está determinada por el recipiente que la contiene: si la habitación es cuadrada, la forma será circular, mientras que si la habitación es rectangular, la forma será más bien ovalada.

      De acuerdo con esto, podemos decir que la ronda de niños posee un comportamiento parecido al de los líquidos, pues un líquido posee un volumen definido, pero no así una forma definida. Esto se debe a que en el líquido, al igual que en la ronda, las interacciones entre partículas cobran importancia, pero no son lo suficientemente fuertes como para mantener al conglomerado completamente unido. Las interacciones se dan a primeros vecinos, lo que significa que existen interacciones mayoritariamente entre una partícula y sus vecinas más cercanas, pero no así con todo el resto de las partículas. En el modelo de la ronda, cada niño interactúa con su vecino tomándole la mano, mas no le toma la mano al que sigue a su vecino.

      Si el líquido se encuentra en un recipiente, supongamos un vaso de vidrio, entonces las interacciones a los primeros vecinos se dan a lo largo de todo el líquido; sin embargo, en la frontera líquido-pared del vaso ocurre algo un tanto distinto, pues las últimas partículas deben interactuar con sus partículas vecinas y con la pared del vaso, generando así una interacción conocida como tensión superficial. Cuando el material en la frontera es un gas, las partículas del líquido no alcanzan a interactuar con este y solo interactúan entre sí. Es por esto que las gotas de agua adquieren su forma característica en los bordes de un recipiente o en la superficie de una mesa. Si el material en la frontera forma parte de un recipiente, las partículas del líquido interactúan con este y tienden a adherírsele. Es por esto que los líquidos suben por las paredes de un capilar o tubo muy delgado, o bien, tienen la forma curvada típica que se presenta en los bordes de un vaso. También este mismo efecto es el responsable de que algunos insectos livianos puedan pararse sobre el agua sin hundirse. En este caso, la tensión superficial hace las veces de cama elástica y sostiene el peso del insecto.

LOS SÓLIDOS:

      ¿Qué sucede si ahora los niños se aprietan y comienzan a jugar abrazados? Dada esta situación (que el grupo se encuentra apretado), las interacciones entre los niños son mucho más fuertes. El grupo ya no se deforma frente a un obstáculo y ocupa un espacio definido. Este es el caso de los sólidos, los cuales se caracterizan porque las interacciones entre partículas son tan fuertes que prácticamente la distancia entre ellas se mantiene constante. Esto trae como consecuencia que los sólidos conservan su volumen y forma.

      En este tipo de materiales, las partículas interactúan y se ordenan esencialmente de dos formas:

- Cuando el material tiene una estructura ordenada y periódica, es decir, cuando cada partícula se encuentra en un lugar específico y la misma estructura se repite a lo largo de todo el material, hablamos de un sólido cristalino. Este es el caso de la sal de mesa común (cuya nomenclatura química es NaCl, cloruro de sodio), en la cual las partículas de cloro y sodio se encuentran alternadas a lo largo de las esquinas de las caras de un cubo.

- Si, por el contrario, el ordenamiento es azaroso y desordenado, hablamos de un sólido amorfo. Tal es el caso del vidrio.

 

Cualquier elemento o material puede pasar por los diferentes estados de la materia y esto depende de factores como: temperatura, volumen y presión.