TRABAJO ENERGÍAS ALTERNATIVAS

¿QUÉ ES LA ENERGÍA NUCLEAR?

• SEGÚN LA RAE: “…La energía nuclear es aquella que resulta del aprovechamiento de la capacidad que tienen algunos isótopos de ciertos elementos químicos para experimentar reacciones nucleares y emitir energía en la transformación…”

• En la energía nuclear distinguimos 2 principales tipos:

• La Energía de Fisión Nuclear, y Energía de Fusión Nuclear.

La energía es la capacidad que poseen los cuerpos para

producir Trabajo, es decir la cantidad de energía que

contienen los cuerpos se mide por el trabajo que son

capaces de realizar

La energía nuclear es aquella que se libera como

resultado de una reacción nuclear. Se puede obtener por

el proceso de Fisión Nuclear (división de núcleos atómicos

pesados) o bien por Fusión Nuclear (unión de núcleos

atómicos muy livianos). En las reacciones nucleares se

libera una gran cantidad de energía debido a que parte

de la masa de las partículas involucradas en el proceso, se

transforma directamente en energía. Lo anterior se

puede explicar basándose en la relación Masa-Energía

producto de la genialidad del gran físico Albert Einstein.

Para conocer que es la energía nuclear primero

debemos conocer que es, como se transforma, y

obtiene la energía, y los diferentes tipos de energía.

De igual forma se debe tener un conocimiento claro

de los conceptos básicos utilizados en la física

nuclear.

Los primeros pasos que dio el hombre para la

obtención y transformación de esta clase de energía,

data de los años 1930-1945, cuando se obtuvo en

forma artificial y controlada esta forma de energía,

para la construcción de la primera bomba atómica.

Desde entonces se han realizado adelantos he

investigaciones en este campo para su aplicación

para el beneficio de la humanidad.

ORÍGENES• Históricamente, las centrales nucleares fueron diseñadas con un uso

militar, consiguiendo la fabricación del plutonio necesario para fabricar bombas de implosión como FAT MAN.

• Más tarde y tras la 2º guerra mundial la energía nuclear se empezó a contemplar cómo energía para consumo y no como un arma.

• En 1956 se puso en marcha, en Inglaterra, la primera planta nuclear generadora de electricidad para uso comercial.

• En 1990 había 420 reactores nucleares comerciales en 25 países que producían el 17% de la electricidad del mundo.

PROCESO

Una central nuclear se divide en cuatro partes

• El reactor en el que se produce la fisión • El generador de vapor• La turbina que produce electricidad• El condensador en el cual se enfría el

vapor, convirtiéndolo en agua líquida.

• La reacción nuclear tiene lugar en el reactor, en el están las agrupaciones de varillas de combustible intercaladas con unas decenas de barras de control que están hechas de un material que absorbe los neutrones. Introduciendo estas barras de control más o menos se controla el ritmo de la fisión nuclear ajustándolo a las necesidades de generación de electricidad. En las centrales nucleares habituales hay un circuito primario de agua en el que esta se calienta por la fisión del uranio. Este circuito forma un sistema cerrado en el que el agua circula bajo presión, para que permanezca líquida a pesar de que la temperatura que alcanza es de unos 293ºC.

• Con el agua del circuito primario se calienta otro circuito de agua, llamado secundario. El agua de este circuito secundario se transforma en vapor a presión que es conducido a una turbina. El giro de la turbina mueve a un generador que es el que produce la corriente eléctrica.

Ver funcionamiento (elpaís.es)

Videos Sobre Energía NuclearFavorableFavorable

DesfavorableDesfavorable

VideosVideos

ITERITER

MEDIDAS DE SEGURIDAD• Además de estos sistemas de emergencia, las centrales

nucleares, también cuentan con detectores de incendios, fugas de radiación, y extintores adicionales. Como hemos visto, las centrales nucleares, cuentan con grandes medidas de seguridad, pero la cosa no termina aquí, ya que estas centrales generan unos residuos radiactivos muy perjudiciales para los seres vivos, y el medio ambiente, por lo que deben ser tratados adecuadamente.

• Se clasifican de la siguiente forma:

• ALTA ACTIVIDAD:

• Proceden de los elementos de combustible gastados, que se extraen del reactor, y se almacenan temporalmente en una piscina de agua, situada dentro de la central nuclear, y construida de hormigón, con paredes de acero inoxidable, de tal forma que no se escape la radiación. Una vez que la piscina se llena (que puede tardar décadas), los residuos se sacan de la piscina, y se almacenan bajo tierra, profundamente, en minas excavadas, con formaciones salinas para mantenerlo aislado de la humedad, y metidos en bidones blindados con material anticorrosivo. Este es el lugar definitivo, donde se guardarán durante cientos o incluso miles de años.

• MEDIA ACTIVIDAD: Son generados por radionucleidos liberados en el proceso de

fisión en cantidades muy pequeñas, muy inferiores a las consideradas peligrosas para la seguridad y protección de las personas.

• BAJA ACTIVIDAD: Generalmente, son las ropas y herramientas que se utilizan en

el mantenimiento de la central nuclear. Se prensan, y se mezclan con hormigón, de forma que formen un bloque sólido, son introducidos en bidones de acero. Después, estos bidones, al igual que los de media actividad, son trasladados al Centro de almacenamiento de El Cabril, en la provincia de Córdoba, en el caso de España.Como se puede comprobar, las medidas de seguridad para prevenir posibles fugas radiactivas, son muy altas, evitando así, que se produzca un accidente radiactivo. La radiación liberada, es por tanto muy baja, prácticamente nula.

VENTAJAS

• Renovable

• Al parecer resulta económica

• Abundante en todo el planeta

INCONVENIENTES

• Productos radiactivos

• Gran cantidad de energía

• Liberación de neutrones

OTRAS VISIONES

BASES

Fusión nuclear es el proceso mediante el cual dos núcleos atómicos se unen para formar uno de mayor peso atómico. La fusión nuclear es la fusión o el ensamblaje de átomos. La fusión es la más vieja forma de generación de la energía, siendo utilizado en la fuente original de la energía, el sol.

• La fusión nuclear se presenta como una fuente energética alternativa con muchos menos inconvenientes que la fisión y tantas o más ventajas. Actualmente, la construcción de una central nuclear en base a la fusión se presenta como un serio desafío tecnológico.

• La fusión se ha logrado en el laboratorio en condiciones

muy especiales que no pueden ser llevadas a la escala necesaria para construir una central nuclear que sea económicamente rentable, es decir, que entregue más energía que la que consume y lo haga a un costo que compita con otros mecanismos de generación. El problema fundamental radica en que la única forma conocida de lograr fusión es comprimir un gas altamente recalentado, a temperaturas superiores a los millones de grados.

ORIGEN• La reacción de fusión nuclear requiere que dos

núcleos se acerquen lo suficiente, para que la fuerza nuclear atractiva se haga sentir y los dos iones se fundan en uno solo con la consecuente ganancia de energía. Desgraciadamente, los núcleos tienen carga positiva y se repelen eléctricamente; esta repulsión actúa a distancias mucho mayores que el alcance de la interacción fuerte. Como la repulsión eléctrica es proporcional al producto de las cargas que se repelen, el acercamiento es más fácil para los núcleos ligeros, pues llevan menos carga. A fin de conseguir la fusión nuclear debemos usar, entonces, el hidrógeno y sus isótopos.

FUSIÓN FRÍA• fusión fría es el nombre genérico dado a cualquier reacción

nuclear de fusión producida a temperaturas muy inferiores a las necesarias para la producción de reacciones termonucleares (millones de grados Celsius). De manera común el nombre se asocia a experimentos realizados a finales de los 80 en células electrolíticas en los que se sugería que se podía producir la fusión de deuterio en átomos de helio produciendo grandes cantidades de energía. Estos experimentos fueron publicados en la revista científica Nature pero la fusión fría como tal fue descartada al poco tiempo por otros equipos constituyendo el artículo de Nature uno de los escándalos más sonados de la ciencia en los tiempos modernos.

FUSIÓN CALIENTE• La fusión caliente es, pues, formidable:

se debe confinar un plasma muy caliente durante un cierto tiempo. Debemos producirlo, calentarlo y todavía confinarlo.

• Para ello se requieren máquinas enormes, como el Tokamac, que se muestra en la foto de al lado y que semeja una inmensa dona. En este aparato, el plasma se confina por la acción de campos magnéticos muy intensos y se le calienta por diversos medios, según su diseño.

PROYECTOS ACTUALES• El 21 mayo 2006 se anuncia que físicos estadounidenses

han superado uno de los problemas de la fusión nuclear usando el modelo Tokamak, el fenómeno llamado modos localizados en el borde, o ELMs (por sus siglas en inglés) que provocaría una erosión del interior del reactor, obligando a su reemplazo frecuentemente. En un artículo publicado el domingo 21 de mayo de 2006 en la revista británica Nature Physics, un equipo dirigido por Todd Evans de la empresa General Atomics, California, anuncia que un pequeño campo magnético resonante, proveniente de las bobinas especiales ubicadas en el interior de la vasija del reactor, crea una interferencia magnética “caótica” en el borde del plasma que detiene la formación de flujo.

El 24 de mayo de 2006 Los siete socios del proyecto ITER --Unión Europea, Japón, Estados Unidos, Corea del Sur, la India, Rusia y China-- firmaron en Bruselas el acuerdo internacional para el lanzamiento del reactor de fusión internacional con el modelo Tokamak, que se construirá en Cadarache, en el Sudeste de Francia usando el diseño Tokamak. Los costes de construcción del reactor se estimaron en 4.570 millones de euros y la duración de la construcción en 10 años. La UE y Francia se comprometieron a contribuir con el 50% del costo, mientras que las otras seis partes acordaron aportar cada una alrededor del 10%.

• El 21 de noviembre de 2006 el proyecto ITER ha sido bautizado en París. Los socios que llevarán a cabo este proyecto han firmado un acuerdo de carácter provisional en el palacio de Elysée. Los documentos firmados fueron entregados al representante de la Agencia Internacional de Energía Atómica formalmente. El organismo ITER comenzará las operaciones hasta que entre en vigencia el acuerdo de manera definitiva hacia 2007. Para el proyecto se cuenta con un presupuesto inicial de 10.000 millones de euros, de los que gran parte serán invertidos la construcción del propio reactor.

VENTAJAS• Sus combustibles primarios son baratos

• Es abundante y repartida de manera uniforme.

• Resulta seguro en todos los aspectos

• No es radiactivo

INCONVENIENTES• La construcción parece un poco costosa

• Puede tener varias dificultades

• Se reduce el empleo

• Impacto visual en el medio ambiente

Los efectos biológicos de la energía nuclear de radiación varían de forma considerable según el tiempo de exposición. Los efectos que aparecen tras una irradiación rápida se deben a la muerte de las células y pueden hacerse visibles pasadas horas, días o semanas.

Una exposición prolongada se tolera mejor y es más fácil de reparar, aunque la dosis radiactiva sea elevada. No obstante, si la cantidad es suficiente para causar trastornos graves, la recuperación será lenta e incluso imposible. La irradiación en pequeña cantidad, aunque no mate a las células, puede producir alteraciones a largo plazo.

Haga clic para volver al principio

Raúl Espasandín Lacalle, Raquel Pena Sueiro, Yago Sanmartín y María Mosquera.