Ciencia a la última

8 de junio de 2011

ENERGÍAS NUCLEARES
Por Guillermo González y Jorge Sánchez

Asomate a la ventana y veras que algo tan simple como un agradable paseo por la sierra o comprarse un piso en un edificio de ladrillo rojo para vivir constantemente irradiado de energías radiactivas, claro que en una mayor cantidad, pues no hace falta ya ni eso para estar sometido a radioactividad; porque aunque parezca de ciencia ficción, las radiaciones cósmicas también llegan hasta nuestros cuerpos, y eso sin contar que nosotros somos así como una fuente de radiación natural pero bueno, podemos vivir con ello...o no? y lo mas importante, las nuevas radiaciones ¿hasta que punto nos pueden afectar? Eso es lo que trataremos en este articulo.

La energía nuclear es una forma de energía que utiliza la energía de los enlaces atómicos. Este proceso de división recibe el nombre de fisión nuclear y es el que se usa en las centrales nucleares actuales para producir energía.

La energía nuclear está localizada en los núcleos de los átomos y es originada por la ligadura de los neutrones y protones que forman el núcleo.

Una reacción nuclear consiste en la modificación de la cantidad de nucleones en un núcleo o su redistribución en nuevos núcleos.

La fisión nuclear es la reacción usada actualmente en la cual se divide el núcleo de un átomo. El núcleo se convierte en diversos fragmentos con una masa casi igual a la mitad de la masa original más dos o tres neutrones

La suma de las masas de estos fragmentos es menor que la masa original(sobre el 0,1%), y lo que falta se ha convertido en energía en la proporción que determina la ecuación de Einstein (E=mc2).

La fisión nuclear puede ocurrir cuando un núcleo de un átomo pesado captura un neutrón, o puede ocurrir espontáneamente.

Si en cada fisión provocada por un neutrón se liberan dos neutrones más, entonces el número de fisiones se duplica en cada generación. En este caso, en 10 generaciones hay 1.024 fisiones y en 80 generaciones aproximadamente 6 x 1023 fisiones, a esto se debe la gran rentabilidad de esta energía.

Fusión nuclear:

La fusión nuclear es una reacción nuclear en la que dos núcleos de átomos ligeros ,como el hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio), se unen para formar otro núcleo más pesado, liberando una energía enorme. Este proceso se produce espontáneamente en el sol,y cuando se funden los núcleos de hidrógeno,se genera helio y se libera una gran cantidad de energía que llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética.

Condiciones para que tenga lugar la fusión nuclear:

Temperatura de ignición ultra elevada para lograr que los electrones del núcleo se separen y éste a su vez se aproxime a otro venciendo las fuerzas de repulsión electrostáticas. La masa gaseosa compuesta por electrones libres y átomos altamente ionizados se denomina plasma.
Confinamiento necesario para mantener el plasma a elevada temperatura durante un determinado tiempo.
El plasma debe tener una densidad suficiente para que los núcleos estén cerca unos de otros y pueda tener lugar la fusión nuclear.
El requisito imprescindible es poder confinar el plasma a una temperatura y a una densidad lo bastante elevadas y durante el tiempo justo, con la finalidad de que evitar que se escapen las partículas y así poder obtener una cantidad de energía óptima.

Combustible utilizado para las reacciones de fusión nuclear:

El Deuterio es un isótopo del hidrógeno formado por un protón y un neutrón. Y la concentración en el agua es de 34 gramos por metro cúbico con lo que es una energía inagotable y ultra rentable porque cada litro de agua de mar produce lo mismo que 250 litros de petróleo.

Ventajas de la fusión nuclear:

La fusión nuclear es una energía limpia
Un reactor de fusión nuclear es intrínsecamente seguro es decir que no requiere seguridad externa.
Es una fuente inagotable de energía ya que el Deuterio existe en abundancia en la naturaleza y el Tritio es generado dentro del propio reactor a partir del Deuterio.

Central nuclear:

Una central/planta nuclear es una instalación industrial donde se genera electricidad a partir de energía nuclear. El proceso es el siguiente:

El combustible nuclear ,compuesto de material fisionable, mediante reacciones nucleares proporciona calor, que a través de un ciclo termodinámico produce el movimiento de alternadores que transforman el trabajo mecánico en energía eléctrica.

El núcleo de un reactor nuclear se compone de un contenedor o vasija que alberga bloques de un material aislante, normalmente grafito u hormigón. Rodeando al núcleo de un reactor nuclear está el reflector, cuya función consiste en devolver al núcleo parte de los neutrones que se fugan en la reacción.

Las barras de control que se sumergen facultativamente en el reactor, sirven para moderar o acelerar el factor de multiplicación del proceso de reacción en cadena del circuito nuclear.

El blindaje especial que rodea al reactor, absorbe la radiactividad emitida en forma de neutrones, radiación gamma, partículas alfa y partículas beta.

Un circuito de refrigeración externo ayuda a extraer el exceso de calor generado.

Las instalaciones nucleares son construcciones complejas debido a la variedad de tecnologías industriales empleadas y a la elevada seguridad con la que se les dota.

Argumentos

La principal ventaja de las centrales nucleares es la obtención de energía eléctrica a un coste bajo y sin ninguna incidencia directa de gases nocivos , es decir, sin emisión que contribuya al calentamiento de la Tierra y al empobrecimiento de nuestra atmósfera. En este aspecto, presentan una gran ventaja frente a las centrales térmicas.

Por otro lado, las centrales nucleares son mas rentables que el resto de energías renovables. Hoy por hoy, tanto la solar, en sus dos vertientes principales, paneles o calentamiento de un medio, como la eólica, no presentan un precio competitivo debido a sus limitaciones intrínsecas, a pesar de los últimos avances.

Además, esta energía se puede aprovechar para fines médicos.

En efecto, la medicina, la agricultura, la industria, entre otros, se han beneficiado de la tecnología nuclear.

Disciplinas como la hidrología isotópica, que sirve para el manejo sostenible de los recursos acuíferos, se valen de la tecnología nuclear, justamente cuando el agua se convierte en un bien escaso y cada vez más valioso.

En la agricultura, las técnicas nucleares, señalan los científicos, ayudan en la lucha contra plagas que afectan a la producción agrícola y ganadera.

Las normas de calidad industriales, como la ISO 9000, están basadas en las exigencias de seguridad nucleares.

Pero tal vez un campo insospechado de gran beneficio para el ser humano, es la medicina. La energía nuclear aplicada a esta ciencia ayuda a la detección de enfermedades y tratamientos contra males como el cáncer.

El enorme poder destructivo de la energía atómica ha puesto en riesgo al planeta. Pero su aplicación pacífica ha dado frutos positivos.

Los inconvenientes de las centrales nucleares son de 2 tipos a largo plazo y a corto/medio plazo

El riesgo de accidentes es el mas común (aunque ya escribir esto sea un terror) dado que la seguridad no esta del todo conseguida (Nos enfrentamos a unas energías incontrolables que atraviesan la materia y detener eso es imposible) o de cualquier tipo Las centrales niponas de Fukushima, Onagawa y Tokai nos han recordado el riesgo de que se produzca un accidente. A pesar de esto, hoy en día las centrales nucleares se construyen de tal forma que es prácticamente imposible que se produzca una explosión nuclear, puesto que el núcleo de la central nuclear, donde tienen lugar los procesos de fisión nuclear, se haya dentro de dos envolturas construidas con materiales capaces de resistir el impacto de aviones y misiles. Sin embargo, lo que ha sucedido en las centrales japonesas nos indica que las medidas de seguridad no son suficientes para evitar los accidentes. Es cierto que el doble recubrimiento de los reactores resistió al terremoto inicial y que las centrales fueron paradas automáticamente. Sin embargo, en una central nuclear las reacciones nucleares continúan y es necesario continuar bombeando refrigerante para extraer el calor producido.

En cualquier caso, está claro que lo que ha ocurrido en Fukusima nos revela que siguen existiendo puntos débiles en la seguridad como la vulnerabilidad del sistema de refrigeración, que resulta crucial para la seguridad. Ya no se trata de errores cometidos en la seguridad, como fue el caso de Chernobil, sino de un accidente donde a primera vista se cumplían los protocolos de seguridad. Sin embargo, las informaciones también nos desvelan que los intereses de las poderosas empresas eléctricas hicieron que esos sistemas de seguridad no se revisaran como . En el fondo, la seguridad es cara y una vez más, los beneficios económicos parecen haber primado sobre la seguridad de las personas.

El almacenamiento de los residuos generados dado que algunos de ellos tienen una vida media de cientos de años. Enterrarlos en estructuras geológicas estables, que es lo que se hace actualmente ,no resuelve el problema. Actualmente, se están investigando otros procesos nucleares, consistentes en la fisión del núcleo, lo que produciría mayor energía y los residuos generados en este proceso tendrían una “vida” más corta. La consolidación de esta investigación supondría la resolución del problema.

Conclusión razonada

Lo que mas nos gustaría remarcar, es que lo único que nos puede salvar de un accidente o exposición es alejarse, pues si hay un fallo de cualquier tipo, las probabilidades de no salir directamente dañado son prácticamente nulas, si se esta cerca, diría que solo la producción prolongada a la larga produce mas daño que cualquier arma nuclear y demás problemas que a la larga .