Energia nuclear

Alba Novella Gómez

Objectius i antecedents
• Conèixer què és l’energia nuclear
• Com es genera l’electricitat
• La situació actual a Espanya i a nivell mundial
• Quins són els impactes mediambientals

Descobriment radioactivitat 1896

Becquerel i matrimoni Curie. Premi Nobel de Física 1903

Descobriment radioactivitat artificial 1934

Enrico Fermi. Premi Nobel de Física.Radioactivitat induïda 1938

1ª reacció en cadena controlada de fissió nuclear 1942

Explosió a Txernòbil 1986

Millora dels plans de vigilància radioactiva ambiental 1998

Fuga de partícules a Ascó I 2007

1

Què és l’energia nuclear
És l’energia que s’allibera espontàniament o artificialment durant les reaccions nuclears. Aquestes reaccions es donen als nuclis d’alguns isòtops de certselements químics. Hi han diverses disciplines i tècniques que utilitzen la base de l’energia nuclear, per generar electricitat (que serà un dels punts que tractarem), en tècniques d’anàlisi de datació arqueològica, per medicina nuclear, etc. L’energia nuclear es produeix a les centrals nuclears. En definitiva, una central nuclear és el mateix que una central tèrmica amb una petita diferència: lafont d’energia que utilitzen. A les tèrmiques utilitzen combustibles fòssils, i a les nuclears urani (entre altres).

Hi han dos tipus de radioactivitat: la natural i l’artificial. La natural és aquella que es dòna de manera espontània per part de nuclis naturals inestables que es transformen en altres nuclis. Tenim les radiacions alfa (α, nuclis d’heli amb 2 protons i 2 neutrons  massa de 4u icàrrega elèctrica +2), les radiacions beta (β, electrons provinents de la desintegració dels neutrons del nucli  massa menyspreable i càrrega elèctrica -1) i les radiacions gamma (ɣ, ones electromagnètiques de la mateixa naturalesa que la llum visible o els raigs X, però transporten molta més energia).

En canvi, l’artificial és dòna quan un nucli d’un àtom rep l’impacte d’una partícula i estransforma en un altre, que pot ser estable o radioactiu. En totes les reaccions s’allibera gran quantitat d’energia, normalment en forma de calor, denominada energia nuclear. Dins de la radioactivitat artificial poden distringir dos procesos: la fusió nuclear, que és una reacció que es produeix quan s’uneixen dos nuclis atòmics per formar un nou nucli. Són termonuclears perquè nomès es donen amolt alta temperatura (milions de graus). Per altra banda tenim la fissió nuclear, que és un bombardeig d’un nucli pesat amb un neutró produint el seu trencament i formant així dos nuclis de menor massa i una alliberació d’alguns neutrons. Aquesta útlima és la que es dóna dins d’un reactor nuclear.

Fusió i fissió nuclear
Fusió nuclear: unió de dos nuclis atòmics per formar un altre més pesat ion es desprèn una enorme quantitat d’energia equivalent a uns dos-cents mil milions de graus (200.000.000.000 ºC). Per tal que esdevingui una reacció de fusió s’han de complir 3 condicions: • Assolir una temperatura d’uns cent milions de graus centígrads. • Que augmenti la densitat de les substàncies que intervenen en la reacció, que hi hagi més quantitat de substància en el mateix volum, perquèaixí sigui més fàcil que els àtoms s’uneixin. • Que es mantigiu l’alta densitat i l’alta temperatura durant el temps necessari per tal que es produeixi la reacció. El problema és que les substàncies a aquestes temperatures tendeixen a convertir-se en plasma, per tant baixen la densitat. Existeixen actualment dos procediments per confinar el plasma: el confinament inercial i el confinament magètic.El confinament inercial consisteix en col·locar una gota sòlida de deuteri i triti en una càpsula tancada i bombardejar-la durant un espai molt curt de temps de totes direccions i de forma violenta amb làsers ultrapotents. El confinament magnètic va ser ideat per Andrei Sajárov i Igor Tamm i es dur a terme dins d’un TOKAMAK (TOroildanya KAmera ve MAgnetnaya Katushka) que traduït seria una cambra...