Energia Nuclear



BREVE HISTORIA DE LA ENERGÍA NUCLEAR1

El origen de la energía nuclear comienza con el desarrollo de armas nucleares a través del uso de la fisión incontrolada de los elementos químicos para crear una explosión. Fisión en un arma nuclear es incontrolada en el sentido de que, una vez que la reacción cadena, una fracción sustancial del combustible nuclear es consumida dentro de una fracciónde un segundo, lo que lo lleva a una potente liberación de energía destructiva. Muchos de los científicos que participan en el desarrollo de armas nucleares abogaron por la aplicación de la energía nuclear hacia aplicaciones no militares tales como la generación de electricidad.
Varios países compartieron las primeras etapas de su desarrollo en tiempos de paz. En 1951, los científicos delReactor Nacional Prueba del estado de Idaho, EE.UU., (actualmente Idaho National Laboratories), crearon electricidad para su uso dentro del edificio por primera vez. En 1954, un reactor nuclear con una capacidad de 5 MW en Obninsk en la URSS antigua. Esta potencia eléctrica fue entregada a la red eléctrica por primera vez en la historia.
La primera central nuclear comercial en el mundo era de 50 MW, laplanta Calder Hall de Sellafield, Inglaterra, que comenzó a funcionar en 1956. La primera planta de energía nuclear comercial en los Estados Unidos fue una unidad de 60 MW en Shippingsport , Pennsylvania, EE.UU., que comenzó a suministrar electricidad a la la red en 1958.
Desde finales de la década de 1950 y comienzos de 1960, el número de plantas nucleares creció rápidamente en América delNorte, Japón, varios países de Europa y la antigua Unión Soviética y del mismo modo el tamaño de los reactores individuales. En 1974, la primera planta con una capacidad de 1.000 MW, Zion 1, entró en funcionamiento en los Estados Unidos cerca de Warrenville, Illinois. Desde ese momento, el tamaño de las plantas más grandes han mantenido una capacidad constante de 1 a 1,5 GW aproximadamente, aunquealgunos servicios públicos han concentrado la capacidad de generación nuclear total en lugares específicos mediante la instalación de múltiples plantas adyacentes la una de la otra.


GENERALIDADES2

Aplicando el proceso nuclear para la producción de energía eléctrica implica la consideración de características sustancialmente diferentes de aquellas asociadas con el uso de los combustiblesfósiles. En primer lugar, con los combustibles fósiles o con hidrocarburos, el volumen de la fuente de energía (combustible) suministrada a la planta es proporcional a la potencia demandada en ese instante. Con la energía nuclear, sin embargo, el combustible necesario para una cantidad sustancial de producción de energía, se encuentra físicamente dentro del convertidor en todo momento. Una segundacaracterística importante del proceso nuclear es la densidad de energía. La densidad de energía térmica en una caldera típica alimentada con combustible fósil (volumen o núcleo climatizado) está en el rango de 0,20 kW/L; en un generador de energía nuclear es en promedio de 80 kW/L. La generación nuclear creció de 250 mil millones kilovatios-hora en 1980 a cerca de 800 mil millones de kilovatios-horaen 2004 (Fig. 1) y se ha mantenido en ese nivel hasta el tiempo presente. Una tercera diferencia importante es la generación de calor de bajo nivel continuo (calor residual) cuando el proceso nuclear se apaga. Una cuarta e importante diferencia es el de las emanaciones. El proceso de los combustibles fósiles requiere la ingesta de grandes volúmenes de aire y combustible, asimismo, el escapecorrespondiente de grandes volúmenes de gases residuales, incluyendo CO, SO, NO, etc, algunas partículas, como en el caso de las calderas de carbón, cantidades importantes de ceniza. El proceso nuclear requiere, sin embargo, sólo de la entrada del material colocado en el núcleo de reactor; su salida es material combustible de elementos radiactivos más productos de "desecho" del proceso de fisión....