reactor A2W

El reactor A2W es un reactor nuclear naval utilizado por la Armada de los Estados Unidos para proporcionar generación de electricidad y propulsión en buques de guerra . La designación A2W significa:

• A = Plataforma portaaviones
• 2 = Núcleo de segunda generación diseñado por el contratista
• W = Westinghouse fue el diseñador contratado.

Este reactor nuclear se utilizó en el primer portaaviones de propulsión nuclear del mundo, el USS Enterprise (CVN-65)   . Las cuatro plantas de propulsión del Enterprise contenían cada una dos reactores, numerados según el eje que impulsaban: 1A-1B, 2A-2B, 3A-3B y 4A-4B. Cada planta de propulsión podía operar con un solo reactor en la mayor parte del rango de potencia necesario para propulsar el buque a velocidades superiores a 33 nudos (60 km/h) . Ambos reactores habrían estado en funcionamiento simultáneamente para proporcionar la máxima velocidad del buque y la capacidad de lanzamiento de aviones. 

Los reactores son reactores de agua a presión alimentados con uranio-235 altamente enriquecido . ^{[ 1 ]} Se utiliza agua ligera como moderador de neutrones y refrigerante del reactor. Se utilizan barras de control de hafnio para controlar el funcionamiento del reactor. Al extraer las barras a una altura calculada, el reactor alcanza la criticidad , el punto en el que las reacciones de fisión nuclear alcanzan un nivel autosostenible. Posteriormente, el flujo de vapor (de los generadores de vapor) regula la potencia del reactor como se explica más adelante. Las barras de control se "ajustan" hacia adentro o hacia afuera para regular la temperatura promedio del refrigerante o se bajan hasta el fondo del recipiente del reactor para apagarlo , ya sea de manera lenta y controlada o se dejan caer rápidamente durante lo que se denomina SCRAM para apagar inmediatamente el reactor en caso de emergencia. 

Gran parte del control de potencia del reactor durante el funcionamiento en estado estacionario se debe al coeficiente de temperatura negativo del agua de refrigeración. La potencia del reactor está determinada por la tasa instantánea de eventos de fisión que tienen lugar en el combustible. A medida que el agua se calienta, se expande y se vuelve menos densa, lo que proporciona menos moléculas por volumen para moderar los neutrones ; por lo tanto, se ralentizan menos neutrones hasta alcanzar las energías térmicas necesarias para mantener la fisión térmica. Por el contrario, cuando la temperatura del agua de refrigeración disminuye, su densidad aumenta y un mayor número de neutrones alcanza la energía térmica requerida, lo que incrementa el número de fisiones por unidad de tiempo y genera más calor. Esto permite que la "demanda de vapor" controle la potencia del reactor, requiriendo poca intervención del operador del reactor ante los cambios en la potencia demandada por las operaciones del buque.

El agua caliente procedente de los reactores se envía, a través de grandes tuberías, a intercambiadores de calor denominados generadores de vapor. Allí, el calor del agua de refrigeración del reactor, presurizada y sobrecalentada, se transfiere, a través de las paredes de los tubos, al agua que alimenta los generadores de vapor desde un sistema de alimentación independiente. Una vez que el agua de refrigeración del reactor ha liberado su calor en los generadores de vapor, regresa a los reactores mediante grandes bombas eléctricas (cuatro por reactor) para repetir el ciclo.

El vapor saturado se canaliza desde cada generador de vapor a un colector común, desde donde se envía al motor principal, los generadores eléctricos, el sistema de catapulta de aeronaves y diversos sistemas auxiliares. Hay dos turbinas de propulsión principales, una de alta presión y otra de baja presión, con un separador de humedad entre ellas. La turbina de propulsión principal de baja presión es de doble entrada, de modo que el vapor entra por el centro y se divide en dos corrientes al entrar en las ruedas de la turbina, expandiéndose y cediendo su energía, lo que provoca que la turbina gire a alta velocidad. El eje principal entra en un engranaje reductor donde la alta velocidad de rotación del eje de la turbina se reduce a una velocidad de giro útil para propulsar el barco. El vapor gastado del motor principal y otros sistemas auxiliares entra en condensadores para enfriarse y convertirse en agua líquida, que luego se recicla al sistema de alimentación.

• Lista de reactores navales de los Estados Unidos