ENERGIA NUCLEAR

ENERGÍA NUCLEAR.

La energía nuclear es la energía potencial de los núcleos de los átomos, debido a la interacción que los mantiene unidos, parte de la cual puede liberarse por fisión o fusión (reacción nuclear)
El principio en el que se basa el aprovechamiento de la energía nuclear es “la equivalencia que existe entre masa y energía”.
Si se divide un núcleo atómico de masa M en dos, lasuma de las masas de cada una de las mitades será menor que el núcleo inicial. Esto, que aparentemente es imposible, se debe al hecho de que parte de la masa del núcleo atómico se ha “transformado” y liberado en forma de energía, siguiendo el principio de Albert Einstein.
E=mc2
Donde E = energía producida o liberada en la reacción nuclear (en julios)
m= Masa del núcleo que se ha transformadoen energía. (en kg)
C= velocidad de la luz en m/s = 3·108 m/s
Ejemplo:
Reacción
n La Mo n U 10 139 95 1 0 235 92 2
Balance de masa
235U (235,118) + 1n (1,009) = 236,127 u.
95Mo (94,936) + 139La (138,950) + 2 1n (1,009) = 235,904 u.
Defecto de masa
m = 236,127u – 235,904u = 0,223 u (1u = 1,66053886·10-27 kg)
El defecto de masa obtenido se convierte por medio de la ecuaciónprecedente en 207,7 Mev.
Esta energía liberada es la que se va a utilizar en un reactor nuclear para obtener finalmente energía eléctrica.
Fisión nuclear
El proceso empleado en las centrales nucleares es el de fisión nuclear (ruptura). Consiste en provocar la ruptura de un núcleo atómico pesado, normalmente 235U (Uranio) y 239Pu (Plutonio). La división del átomo la provoca un neutrón, quebombardea a alta velocidad el núcleo y lo divide en varios fragmentos, liberando, además de una gran cantidad de energía y rayos , (gamma), otros neutrones que bombardearán otros núcleos atómicos, provocando lo que se conoce como una reacción en cadena.
Hay que tener en cuenta que la fisión de un único átomo de 235U produce muy poca energía, sin embargo con una reacción en cadena se desprende una enormecantidad de energía
Para.

Para hacernos una idea, vemos cuanta energía generaría la fisión de un kg de uranio, según la fórmula de Einstein (suponiendo que toda la masa se convierta en energía).
E = mc2 = (1 kg) · (3·108 m/s) 2 = 9 · 1016 J = 2’15· 1013 kcal
Un kg de fuel genera una energía de 11200 kcal, es decir, que un kg de uranio genera casi dos mil millones veces más energía que unkg de fuel.
En la década de los 40, se comenzó a explotar la energía nuclear como fuente de energía, puesto que por un lado se disponía de neutrones capaces de iniciar una reacción de fisión, en la cual se desprenden nuevos neutrones que permiten continuarla (reacción en cadena). Esta reacción debía ser explosiva y era necesario controlarla. Por otro lado, se encontraron sustancias capaces defrenar los neutrones emitidos, permitiendo así un control efectivo de la reacción. A estas sustancias se las denomina moderadores y las más usuales son: agua pesada, grafito, berilio, carbón, cadmio...
Se define como factor de multiplicación k de una reacción nuclear al cociente entre el número de neutrones emitidos en un intervalo de tiempo y la suma de los neutrones absorbidos en ese tiempo.Componentes de una central nuclear.

El elemento más importante de una central nuclear es: el reactor nuclear, que sustituye a la caldera en una central eléctrica de combustibles fósiles. En él se da el siguiente fenómeno: Un flujo de neutrones a alta velocidad divide en varios fragmentos los núcleos atómicos, liberando la energía buscada. Además, se liberan a su vez más neutrones muyenergéticos, los cuales dividen a otros núcleos, favoreciendo las reacciones nucleares en cadena, sin aparente control. Para controlar el proceso, se deben “frenar” los neutrones, haciéndolos chocar contra determinadas sustancias llamadas moderadores. La masa mínima de combustible nuclear (235U) para producir la reacción nuclear se llama masa crítica.
Dentro del edificio del reactor se encuentra la...