Todo sobre la Energía Nuclear

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Todo sobre la Energía Nuclear
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información sobre la energía nuclear

La energía nuclear o atómica es la que se libera en las reacciones nucleares. Esta energía se aprovecha para obtener energía eléctrica

 

 

La energía nuclear es renovable o no renovable

esta energía proviene de reacciones de fisión y fusión de átomos donde se libera una gran cantidad de energía que se usa en la planta nuclear para convertir agua en vapor y con este vapor se mueve una turbina que genera electricidad. Para generar esta energía se utiliza uranio que se encuentra en la naturaleza en cantidades limitadas. Por lo tanto, no es renovable.

 

¿Cómo se transforma la energía nuclear en energía eléctrica?

La reacción nuclear se da en el reactor, en el están las agrupaciones de varillas de combustible intercaladas con unas decenas de barras de control que están fabricadas en 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 convierte en vapor a presión que es llevado a una turbina. El giro de la turbina mueve a un generador que es el que produce la corriente eléctrica.

Finalmente, el agua es enfriada en torres de enfriamiento, o por otros procedimientos

 

¿Cuánta energía produce una planta nuclear?

pueden llegar a 9.470 GWh al año como la valenciana central nuclear de Cofrentes

 

¿Cómo se obtiene la energía nuclear?

La fisión vigilada del U-235 libera una gran cantidad de energía que se usa en la planta nuclear para cambiar agua en vapor. Con este vapor se agita una turbina que produce electricidad.

La energía nuclear es renovable

no es renovable puesto que el combustible utilizado para generar esta energía es el uranio y este es un recurso limitado.

uranio
uranio

Países que producen energía nuclear

los principales países son:

  • Hungría
  • Suiza
  • Eslovenia
  • Suecia
  • Ucrania
  • Bélgica
  • Eslovaquia
  • Lituania
  • armenia

¿Cuál es la fuente de energía nuclear?

la fuente principal de la energía nuclear es el uranio

radioactividad uranio
radioactividad uranio

la energía nuclear contamina

contamina por la emisión de radionucleidos y gestión de residuos radiactivos

planta de energía nuclear

planta de energía nuclear
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Aplicaciones de la energía nuclear en la medicina

la medicina nuclear es una especialidad donde se utilizan isotopos radiactivos y radiación nuclear, estos se introducen por vía intravenosa al organismo humano para obtener imágenes de órganos con ayuda de un aparato detector de radiación llamado gammacámara que procesa las imágenes digitalmente para para la prevención, diagnóstico, terapéutica e investigación posterior. Con estas imágenes vemos el funcionamiento de órganos y tejidos y alteraciones que puedan contener.

¿Cómo funcionan las centrales nucleares?

 

En una tarde de diciembre en Chicago en la mitad de la II Guerra Mundial, unos científicos descubrieron el núcleo en el centro del átomo de uranio y convirtieron la masa nuclear en energía, una y otra vez. Hicieron esto creando por primera vez una reacción en cadena dentro de una nueva maravilla de la ingeniería:El reactor nuclear. Desde entonces, la capacidad de extraer grandes cantidades de energía a partir de núcleos de uranio ha llevado a algunos a considerar la energía nuclear como una abundante fuente utópica de electricidad. Un reactor nuclear moderno genera suficiente electricidad con 1 kg de combustible para una casa estadounidense promedio durante casi 34 años.

Pero en lugar de dominar el mercado mundial de la electricidad, la energía nuclear ha disminuido de un máximo histórico de 18 % en 1996 al 11 % en la actualidad.

Y se espera que disminuya aún más en las próximas décadas.

¿Qué pasó con la gran promesa de esta tecnología?

Resulta que la energía nuclear enfrenta muchos obstáculos,

incluyendo altos costos de construcción

y la oposición pública.

Y tras estos problemas hay una serie de desafíos de ingeniería únicos.

 

La energía nuclear se basa en la fisión de núcleos de uranio

y en una reacción en cadena controlada

que reproduce esta división en muchos más núcleos.

El núcleo atómico está densamente poblado de protones y neutrones

sujetos a una poderosa fuerza nuclear.

La mayoría de los átomos de uranio tienen un total de 238 protones y neutrones, pero aproximadamente 1 de cada 140 carece de tres neutrones,

y este isótopo ligero está menos estrechamente sujeto.

Comparado con su primo más abundante, el impacto de un neutrón divide fácilmente los núcleos U-235 en elementos radiactivos más ligeros llamados productos de fisión, además de dos a tres neutrones, rayos gamma, y algunos neutrinos.

 

Durante la fisión, algo de masa nuclear se transforma en energía.

Una fracción de la nueva energía activa el movimiento rápido de los neutrones,

y si algunos de ellos atacan núcleos de uranio, la fisión da lugar a una segunda generación más grande de neutrones.

Si esta segunda generación de neutrones impacta más núcleos de uranio,

habrá más fisión en una aún ya mayor tercera generación, y así sucesivamente.

 

Pero dentro de un reactor nuclear,

esta espiral de reacción en cadena se controla usando varillas de control

hechas de elementos que captan el exceso de neutrones

manteniendo su número bajo control con una reacción en cadena controlada,

Un reactor atrae energía de manera estable durante años.

La reacción en cadena de los neutrones es un potente proceso

que impulsa la energía nuclear,

pero hay un problema de captura que puede surgir

en la producción de su combustible.

La mayoría de los neutrones emitidos por fisión tienen demasiada energía cinética

para poder ser capturados por los núcleos de uranio.

La tasa de fisión es demasiado baja y la reacción en cadena se desvanece.

El primer reactor nuclear construido en Chicago usó grafito como moderador

para dispersar y ralentizar los neutrones lo suficiente

para aumentar su captura por uranio y aumentar la tasa de fisión.

Los reactores modernos usan agua purificada como moderador,

pero los neutrones dispersos todavía son demasiado rápidos.

para compensar y mantener la reacción en cadena.

La concentración de U-235 se enriquece

a cuatro o siete veces su abundancia natural.

Hoy el enriquecimiento se hace a menudo pasando un compuesto de uranio gaseoso

a través de centrifugadoras

para separar el U-235 más ligero del U-238 más pesado.

Pero el mismo proceso puede continuar para enriquecer en gran medida el U-235

hasta 130 veces su abundancia natural

y crear una reacción en cadena explosiva en una bomba.

Métodos como procesamiento centrífugo debe ser cuidadosamente regulado

para limitar la propagación de combustible de grado de bomba.

Recuerda, solo una fracción de la energía de fisión liberada

va a acelerar los neutrones.

La mayor parte de la energía nuclear

entra en la energía cinética de los productos de fisión.

Estos son capturados dentro del reactor como calor por un refrigerante,

generalmente agua purificada.

Este calor se usa al final

para impulsar un generador eléctrico con turbina de vapor

justo fuera del reactor.

El flujo de agua es fundamental no solo para crear electricidad,

sino también para protegerse contra el más temido tipo de accidente del reactor,

la fusión.

Si el flujo de agua se detiene porque un tubo que lo lleva se rompe,

o las bombas que lo impulsan fallan,

el uranio se calienta muy rápidamente y se derrite.

Durante una crisis nuclear,

los vapores radiactivos escapan del reactor,

y si el reactor no las atrapa,

un edificio de contención de acero y hormigón es la última línea de defensa.

Pero si la presión del gas radiactivo es demasiado alta,

la contención falla y los gases escapan al aire,

quedando a merced del viento.

Los productos de fisión radiactiva en estos vapores

al final se descomponen en elementos estables.

Mientras que algunos se descomponen en unos pocos segundos,

otros necesitan cientos de miles de años.

El desafío más grande para un reactor nuclear

es contener con seguridad estos productos

y evitar que lesionen a los humanos o el medio ambiente.

La contención no deja de importar una vez que el combustible se agota.

De hecho, se convierte en un problema de almacenamiento aún mayor.

Cada uno o dos años,

algunos combustibles gastados se eliminan de los reactores

y son almacenados en piscinas de agua que enfrían los residuos

y bloquean sus emisiones radiactivas.

El combustible irradiado es una mezcla de uranio que falló en la fisión,

productos de fisión,

y de plutonio, un material radiactivo que no se da en la naturaleza.

Esta mezcla debe aislarse del medioambiente

hasta que todo se haya descompuesto.

Muchos países proponen almacenamiento en túneles profundos en lugares subterráneos,

pero hasta ahora no se ha construido ninguno,

y hay una gran incertidumbre sobre su seguridad a largo plazo.

¿Cómo puede una nación que existe hace solo unos cientos de años

pensar en conservar el plutonio que tiene una sobrevida radioactiva

de 24 000 años?

Hoy muchas centrales nucleares se asientan sobre sus residuos,

almacenándolos indefinidamente en el sitio.

Aparte de la radiactividad hay un peligro aún mayor con el combustible gastado.

El plutonio puede sostener una reacción en cadena

y se pueden extraer de los residuos para hacer bombas.

Almacenar el combustible gastado

no es solo un riesgo de seguridad para el medioambiente,

sino también un riesgo de seguridad para las naciones.

¿Quiénes deberían ser los guardianes para protegerlo?

Científicos visionarios de los primeros años de la era nuclear

vieron la forma de aprovechar la tremenda cantidad de energía

dentro de un átomo

como bomba explosiva

y como una fuente de energía controlada con un potencial increíble.

Pero sus sucesores han aprendido humildemente

los límites industriales de una tecnología no tan utópica.

Extraer del reino subatómico

es una ingeniería compleja, costosa y arriesgada.

 

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