04 Energia Nuclear

ENERGÍA NUCLEAR

1.

Introducción
La energía nuclear es aquella que se libera como resultado de una reacción nuclear.
Se puede obtener por el proceso de Fisión Nuclear (división de núcleos atómicos
pesados) o bien por Fusión Nuclear (unión de núcleos atómicos muy livianos). En las
reacciones nucleares se libera una gran cantidad de energía, debido a que parte de la
masa de las partículasinvolucradas en el proceso, se transforma directamente en
energía. Lo anterior se puede explicar en base a la relación Masa-Energía, producto de
la genialidad del gran físico Albert Einstein.
En relación a la liberación de energía, una reacción nuclear es un millar de veces más
energética que una reacción química, por ejemplo, la generada por la combustión del
combustible fósil del metano.

FisiónNuclear
Es una reacción nuclear que tiene lugar por la rotura de un núcleo pesado al ser
bombardeado por neutrones de cierta velocidad. A raíz de esta división el núcleo se
separa en dos fragmentos acompañado de una emisión de radiación, liberación de 2 o
3 nuevos neutrones y de una gran cantidad de energía (200 MeV) que se transforma
finalmente en calor.
Los neutrones que escapan de la fisión,
al bajarsu energía cinética, se
encuentran en condiciones de fisionar
otros núcleos pesados, produciendo una
Reacción Nuclear en Cadena. Cabe
señalar, que los núcleos atómicos
utilizados son de Uranio - 235.
El proceso de la fisión permite el
funcionamiento de los Reactores
Nucleares que actualmente operan en el
mundo.
Energía Nuclear
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Fusión Nuclear
La fusión nuclear ocurre cuando dos núcleos atómicosmuy livianos se unen, formando
un núcleo atómico más pesado con mayor estabilidad. Estas reacciones liberan
energías tan elevadas que en la actualidad se estudian formas adecuadas para
mantener la estabilidad y confinamiento de las reacciones.
La energía necesaria para lograr la unión de los núcleos se puede obtener utilizando
energía térmica o bien utilizando aceleradores de partículas. Ambosmétodos buscan
que la velocidad de las partículas aumente para así vencer las fuerzas de repulsión
electrostáticas generadas al momento de la colisión necesaria para la fusión.
Para obtener núcleos de átomos aislados, es decir, separados de su envoltura de
electrones, se utilizan gases sobrecalentados que constituyen el denominado Plasma
Físico. Este proceso es propio del Sol y las estrellas, pues setratan de gigantescas
estructuras de mezclas de gases calientes atrapadas por las fuerzas de gravedad
estelar.
El confinamiento de las partículas se logra utilizando un "Confinamiento Magnético", o
bien un "Confinamiento Inercial". El Confinamiento Magnético aprovecha el hecho que
el plasma está compuesto por partículas (núcleos) con carga eléctrica. Se sabe que si
una de estas partículasinteractúa con un Campo Magnético su trayectoria y velocidad
cambian, quedando atrapadas por dicho Campo. El Confinamiento Inercial permite
comprimir el plasma hasta obtener densidades de 200 a 1.000 veces mayor que la de
sólidos y líquidos. Cuando se logra la compresión deseada se eleva la temperatura del
elemento, lo que facilita aún más el proceso de la fusión.
La fusión nuclear se puede representarpor el siguiente esquema y relación de
equilibrio:
2
H + 2H ----> 3He + 1n+ 3,2 MeV

Energía Nuclear
2

2.

Reactores Nucleares

2.1.

¿Qué es un Reactor Nuclear?
Es una instalación física donde se produce, mantiene y controla una reacción nuclear
en cadena. Por lo tanto, en un reactor nuclear se utiliza un combustible adecuado que
permita asegurar la normal producción de energía generada por lassucesivas fisiones.
Algunos reactores pueden disipar el calor obtenido de las fisiones, otros sin embargo
utilizan el calor para producir energía eléctrica.
El primer reactor construido en el mundo fue operado en 1942, en dependencias de la
Universidad de Chicago (USA), bajo la atenta dirección del famoso investigador Enrico
Fermi. De ahí el nombre de "Pila de Fermi", como posteriormente se...