Energía nuclear

La energía nuclear es la energía que se libera al dividir el núcleo de un átomo, mediante el proceso de fisión, o al unir dos átomos, mediante el proceso de fusión. Estos dos procesos son los que se explican a continuación.

La fusión nuclear es el proceso por el cual varios átomos ligeros de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado.La fusión de dos núcleos de menor masa que el hierrolibera energía pero por el contrario, la fusión de núcleos más pesados que el hierro absorbe energía. La fusión nuclear genera muchísima más energía que la fisión, pero no se emplea aún ya que se invierte más en el proceso para que se produzca que la que se obtiene.

Fusión.

La fusión es un proceso natural en las estrellas, ya que se produce gracias a la altísima temperatura. Las estrellas están compuestas principalmente por Hidrógeno y Helio. El hidrógeno, que se repele entre sí cuando intentas unirlo fusionarlo a otro átomo de hidrógeno, gracias a las altas temperaturas choca violentamente entre sí, fusionándose y dando lugar a Helio, que no es fusionable. Como resultado se liberan grandes cantidades de energía (mucha más que en la fisión) que se desprende en forma de luz y calor. La primera reacción de fusión artificial, tuvo origen en la investigación militar, fue una bomba de hidrógeno.

Fusión en las estrellas

Una bomba atómica es un dispositivo explosivo que obtiene una gran cantidad de energía con reacciones nucleares en cadena descontroladas. Se encuentra entre las denominadas armas de destrucción masiva y su explosión produce una distintiva nube en forma de hongo. Existen varios tipos de bombas nucleares: las bombas de plutonio, las bombas de hidrógeno o bombas H y las bombas de neutrones o bombas de neutrones o bombas N. La bomba atómica fue desarrollada por los Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial como parte del proyecto Manhattan y fueron utilizadas contra los japoneses en Hiroshima y Nagasaki en 1945. Estados Unidos ha sido el único país en la historia que ha utilizado estas bombas en combate.

Bomba atómica

Nube de hongo de la bomba de Hiroshima a 18 km del lugar de la explosión

Es el utilizado actualmente en las centrales nucleares. Consiste en dividir o “romper” un átomo pesado con el fin de obtener energía. De la división de este átomo pesado se obtiene dos átomos ligeros y dos o tres neutrones. La masa de este producto es ligeramente menor que la del átomo inicial, la que “falta” se ha convertido en energía según la famosa ecuación de Einstein E=mc2.

Fisión.

En las centrales nucleares se realiza el proceso de fisión de forma moderada. Para controlar este proce-so se utilizan barras de Carburo de Boro, que absor-ben neutrones e impiden una reacción en cadena explosiva. Como combustible se utilizan barras de uranio enri-quecido al 4% con Uranio-235. Para romper un átomo se emplea un neutrón que se lanza contra el átomo que se quiere romper. Al chocar el neutrón, el átomo de Uranio-235 se convierte en Uranio-236 y como este es muy inestable, se divide en dos átomos ligeros, desprendiendo 2 o 3 neutrones. Estos 3 neutrones, vuelven a chocar, liberando otros 9 neutrones, energía y dos átomos ligeros más, generándose de esta forma una reacción en cadena.

FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL NUCLEAR:

Las barras con el U-235 se introducen en el reactor, y comienza un proceso de fisión. En el proceso, se desprende calor, que calienta agua convirtiéndola en vapor, que pasa por unas turbinas haciéndolas girar. Estas a su vez hacen girar un generador eléctrico, produciendo electricidad. El agua caliente pasa entonces al condensador, donde se produce un intercambio de calor entre esta y otra fuente de agua fría que permite que el vapor vuelva al estado líquido y sea reutilizable. Parte de la energía se pierde en forma de calor, pero aún así, debido a la gran cantidad de energía que se genera, es un proceso muy rentable.El reactor se refrigera con agua fría para que no se caliente demasiado y funda las protecciones, incluso cuando está parado, ya que se mantiene caliente debido a la radioactividad. El siguiente esquema muestra el funcionamiento de una central nuclear:

http://recursos.educarex.es/escuela2.0/Humanidades/Geografia/Laboratorios_Virtuales_de_Geografia/Funcionamiento_de_una_central_nuclear/

Hay diferentes tipos de residuos nucleares:

- Residuos de alta actividad.

- Residuos de media o baja actividad.

Residuos nucleares.

Son los que emiten altas dosis de radiación. Están formados, fundamentalmente, por los restos que quedan de las varillas del uranio que se usa como combustible en las centrales nucleares y otras sustancias que están en el reactor y por residuos de la fabricación de armas atómicas. También algunas sustancias que quedan en el proceso minero de purificación del uranio son incluidas en este grupo. El almacenamiento de este tipo de residuos debe ser garantizado por decenas de miles de años hasta que la radiactividad baje lo suficiente como para que dejen de ser peligrosos.

Residuos de alta actividad.

Emiten cantidades pequeñas de radiación. Están formados por herramientas, ropas, piezas de repuesto, lodos, etc. de las centrales nucleares y de la Universidad, hospitales, organismos de investigación, industrias, etc. Un equipo de físicos de la Universidad de Texas ha diseñado un nuevo sistema que utilizará la fusión nuclear para eliminar la mayor parte de los residuos radiactivos que se producen en las centrales nucleares de fisión pero todavía no puede utilizarse.

Residuos de media o baja actividad.