Energia Nuclear.

Energía Nuclear

La energía y el cambio climático mundialFuentes de dióxido de carbono Energía nuclear

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La energía nuclear proporciona electricidad limpia a muy bajo costo y no produce gases de invernadero. Sin embargo, la reacción en el centro de la energía nuclear produce desechos radioactivos. El daño potencial por un escape de radiación ocasionado por un accidente le ha otorgado a la energía nuclear una temible reputación. A partir del hecho que casi ocasiona un desastre en 1979 en Three Mile Island, Estados Unidos, y del terrible accidente de 1986 en Chernobil, Ucrania, los productores de energía nuclear implementaron importantes avances para hacer que sus plantas fueran más seguras. En un mundo donde las emisiones contaminantes son cada vez más preocupantes, la energía nuclear constituirá una parte importante del rompecabezas de la producción de energía.

¿Cómo se compara el costo de la energía nuclear con el de la energía generada por combustibles fósiles? Es más caro construir una planta nuclear que una planta eléctrica tradicional de carbón. Entre otros gastos a tener en cuenta se incluyen los relacionados con la eliminación de los residuos contaminantes y con la destrucción de plantas obsoletas. Sin embargo, el combustible para una planta nuclear es mucho más económico que el combustible fósil. Teniendo en cuenta todos esos factores, la electricidad generada por plantas de energía nuclear cuesta lo mismo, e incluso menos, que la energía generada por plantas que utilizan combustibles fósiles.

La energía nuclear proporciona aproximadamente el 16% de la energía mundial. Hay más de 440 plantas en 70 países y otras más en diferentes etapas de construcción o planificación. En Estados Unidos, las plantas de energía nuclear generan el 20% de la demanda de electricidad. La energía nuclear permite que los países que cuentan con un suministro limitado de combustibles fósiles puedan generar energía de forma independiente del mercado mundial de dichos combustibles. La mayor parte de la electricidad de Francia proviene de la energía nuclear. Tanto Japón como Francia cuentan con más programas de energía nuclear.

A pesar de la necesidad de electricidad cada vez mayor, fundamentalmente de fuentes no contaminantes, la inversión en plantas nucleares en muchos países está limitada, en el mejor de los casos. El motivo: el temor a los accidentes. Un accidente en una planta nuclear puede tener consecuencias para toda la población, no solamente cercana a la planta. Esto es muy diferente a las fuentes de energía de combustible fósil. Las personas que trabajan en esta industria, como por ejemplo los mineros, corren riesgos, pero las personas que viven cerca de la mina o de la planta que genera electricidad no corren riesgos en caso de producirse un accidente.

Los hechos de Chernobil y de Three Mile Island dejaron la energía nuclear con la imagen de ser una fuente peligrosa de energía. De esta forma, aumentan los costos para proporcionar mayor seguridad en las plantas. Además, también existe la preocupación sobre el almacenamiento de desechos nucleares. Pero la industria ha realizado un gran esfuerzo por proporcionar mayor seguridad en las plantas y, hasta el momento, no ha habido problemas con el almacenamiento de desechos.

Observemos más de cerca la energía nuclear: cómo produce energía, cómo funciona una planta y las polémicas que enfrenta la industria.

Cómo funciona un reactor nuclear

Los reactores nucleares generan energía por fisión nuclear, un proceso que divide en dos el núcleo del átomo. El neutrón golpea un elemento de núcleo pesado, generalmente uranio 235 (U-235). Por ello, el núcleo pesado se divide en dos núcleos más livianos. La acción de esta división libera energía en forma de calor y radiación. Durante este proceso, se liberan de dos a tres neutrones más. Luego, esos neutrones golpean más núcleos de U-235 y los dividen. Esta reacción se reproduce una y otra vez, y forma lo que se denomina una reacción en cadena.

Las reacciones de fisión se dividen en tres categorías según la velocidad de la reacción y la energía liberada. Una reacción es subcrítica cuando, en promedio, menos de uno de los neutrones libres de cada reacción de fisión choca con otro átomo de U-235. Esto significa que la reacción de fisión se encuentra por debajo de la masa crítica y que se terminará finalmente. En una reacción supercrítica, en promedio, más de uno de los neutrones choca con otro átomo de U-235. Dado al calor que produce esta fisión rápida, explota toda la reacción. Una bomba atómica es una reacción supercrítica.

Para la generación de energía, se debe producir una reacción crítica, es decir el tipo de reacción más estable. Esto se produce cuando exactamente uno de los neutrones de cada reacción de fisión choca con otro átomo de U-235. El combustible está en masa crítica. Tiene una temperatura estable, no tiene un calor explosivo y la reacción es la justa como para mantener la fisión en el combustible. El calor de una reacción nuclear convierte al agua en vapor. El vapor hace girar las turbinas conectadas a los generadores y produce electricidad. En un reactor nuclear, la reacción mantiene la masa crítica a través del uso de dispositivos para acelerar o disminuir, según sea necesario, la velocidad de la reacción.

Lo que hace que la reacción nuclear resulte tan útil para la generación de energía es que ésta libera mucha más energía que la reacción de combustión típica. Por ejemplo, una planta de carbón produce aproximadamente 1 kilovatio de electricidad con 0.45 kg (1 lb) de carbón. La fisión de 0.45 kg de uranio produce aproximadamente 3 millones de kilovatios.

Componentes del reactor

Un reactor debe ser capaz de contener y de controlar la fisión nuclear. Para ello, el reactor debe controlar la liberación del calor.

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