Energía Nuclear
La energía nuclear es la energía en el núcleo
de un átomo. Los átomos son las partículas más pequeñas en que se puede dividir
un material. En el núcleo de cada átomo hay dos tipos de partículas (neutrones
y protones) que se mantienen unidas. La energía nuclear es la energía que
mantiene unidos neutrones y protones.
La energía
nuclear se puede utilizar para producir electricidad. Pero primero la energía
debe ser liberada. Ésta energía se puede obtener de dos formas: fusión nuclear
y fisión nuclear. En la fusión nuclear, la energía se libera cuando los átomos
se combinan o se fusionan entre sí para formar un átomo más grande. Así es como
el Sol produce energía. En la fisión nuclear, los átomos se separan para formar
átomos más pequeños, liberando energía. Las centrales nucleares utilizan la
fisión nuclear para producir electricidad.
Central nuclear.
El
principal uso que se le da actualmente a la energía nuclear es el de la
generación de energía eléctrica. La central nuclear funciona proporcionando
calor al agua para convertirla en vapor. Este calor se obtiene mediante las
reacciones de fisión de los átomos del combustible. Con la energía calorífica,
que tenemos en forma de vapor de agua, la convertiremos en energía mecánica en
una turbina y, finalmente, convertiremos la energía mecánica en energía
eléctrica mediante un generador.
Funcionamiento
de una central de energía nuclear
El atomo.
Toda la
materia del universo está formada por moléculas que a su vez están constituidas
por átomos, los cuales están formados por partículas aún más pequeñas. Un
átomo contiene protones, neutrones y electrones. El protón posee
una carga eléctrica positiva (+) mientras que el neutron carece de carga. La
masa del núcleo del átomo es la suma de las masas de sus componentes. El
núcleo del átomo contiene un número atómico, es un número entero conformado por
el número de protones y es igual al número de electrones. Los
átomos de un mismo elemento se llaman isótopos y se diferencian entre si por el
número de masa.
El uranio
puede ser manipulado, es posible bombardear el núcleo de un átomo con
neutrones, lo cual altera su estructura y puede dividirlo en dos núcleos
pequeños. La división del núcleo emite radiación, genera energía térmica y
libera dos o tres neutrones, es el proceso llamado fisión.
Los neutrones producidos por la
fisión, impactan otros núcleos del mismo isótopo generando una reacción en
cadena, lo cual libera grandes cantidades de energía.
Obtencion del Uranio.
En la primera etapa
el uranio se extrae y en plantas cercanas al yacimiento se convierte en un
concentrado de uranio llamado "pastel amarillo". El concentrado de
uranio pasa a una planta de conversión y enriquecimiento, ahí se transforma en
un gas llamado hexafloruro de uranio que es enviado a la planta de
enriquecimiento para aumentar la proporción de 0.7% a 33% al separar el U-235
del U-238, por su densidad el U-238 se utiliza para generar contrapeso en
aviones y barcos y en elaboración de municiones.
La fabricación del combustible, consiste en la conversión del
gas de uranio en dióxido de uranio en polvo que es prensado en forma de
pastillas. Las pastillas son encapsuladas en varillas o tubos de zircaloy, que
son ensamblados y transportados a la central nuclear donde serán cargados al
núcleo del reactor. El poder energético de una pastilla de combustible cuyo
peso es aproximado de 10 gramos equivale a 3.9 barriles de combustoleo
La siguiente etapa, conocida como irradiación del combustible
se realiza dentro del núcleo del reactor, el cual opera en forma continua
durante un lapso de 12 a 18 meses a plena potencia.
Reactores Nucleares
Un reactor
nuclear es un enorme recipiente dentro del cual se está efectuando una reacción
de fisión en cadena de manera controlada. Está colocado en el centro de un gran
edificio de gruesas paredes de concreto, que protegen al personal que lo opera
y al público en general de la radiactividad que produce. Básicamente un reactor
consta de tres elementos esenciales: combustible, moderador y refrigerante.
En las
centrales nucleares el calor se obtiene a partir de la fisión del uranio, no se
genera combustión, por analogía con las centrales convencionales se le denomina
combustible nuclear. Como combustible se utiliza Uranio, como moderador y
refrigerante agua.
El reactor
nuclear es el encargado de provocar y controlar estas fisiones atómicas
Por otra
parte, el vapor de agua que salió de la turbina, aunque ha perdido energía
calorífica sigue estando en estado gas y muy caliente. Para reutilizar esta
agua hay refrigerarla antes de volverla a introducir en el circuito. Para ello,
una vez ha salido de la turbina, el vapor entra en un tanque (depósito de
condensación) donde este se enfría al estar en contacto con las tuberías de
agua fría. El vapor de agua se vuelve líquido y mediante una bomba se redirige
nuevamente al reactor nuclear para volver a repetir el ciclo.
Por este
motivo las centrales nucleares siempre están instaladas cerca de una fuente
abundante de agua fría (mar, río, lago).
Mexico cuenta con una central nuclear la cual dispone de 370 hectáreas localizadas sobre la costa del Golfo de México, en el km 42.5 de la carretera federal Cd. Cardel-Nautla, municipio de Alto Lucero; a 60 km al noreste de la ciudad de Xalapa, a 70 km del puerto de Veracruz y a 290 km al noreste del Distrito Federal.
Mexico cuenta con una central nuclear la cual dispone de 370 hectáreas localizadas sobre la costa del Golfo de México, en el km 42.5 de la carretera federal Cd. Cardel-Nautla, municipio de Alto Lucero; a 60 km al noreste de la ciudad de Xalapa, a 70 km del puerto de Veracruz y a 290 km al noreste del Distrito Federal.
Ventajas.
a)
Generar energía eléctrica mediante la energía
nuclear supone un importante ahorro de emisiones de gases contaminantes (CO2 y
otros) que serian generados si esta energía fuese generada a partir de la quema
de combustibles fósiles.
b)
Con poca cantidad de combustible se obtienen
grandes cantidades de energía. Esto supone un ahorro en materia prima pero
también en transportes, extracción y manipulación del combustible nuclear.
c)
La producción de energía eléctrica es
continua. Una central nuclear está generando energía eléctrica durante
prácticamente un 90% de las horas del año.
Desventajas.
a)
La generación de residuos nucleares y la
dificultad para gestionarlos ya que tardan muchísimos años en perder su
radioactividad y peligrosidad.
b)
Poco países disponen de minas de uranio y no
todos los países disponen de tecnología nuclear, por lo que tienen que contratar
ambas cosas en el extranjero.
c)
Los reactores nucleares actuales funcionan
mediante reacciones nucleares por fisión. Estas reacciones se producen en
cadena de modo que si los sistemas de control fallasen cada vez se producirían
más y más reacciones hasta provocar una explosión radiactiva que sería
prácticamente imposible de contener.
d)
Estas centrales producen residuos tóxicos y
radiactivos que pueden causar enfermedades
