Energia Nuclear


ENERGÍA NUCLEAR Y REACCIONES NUCLEARES





1. CONTEXTUALIZACIÓN
A pesar de los debates que genera entre los ecologistas antinucleares y los pronucleares, es innegable que la energía nuclear es uno de los descubrimientos más rentables que ha hecho la humanidad. Esto se debe a que la relación entre la cantidad de combustible utilizado y la energía obtenida es muy buena, lo que hace posibleproducir energía a un precio muy competitivo.

2. DEFINICIONES

Se llama energía nuclear a aquella energía que se libera de las reacciones nucleares. Estas reacciones se dan en los núcleos de algunos isótopos de ciertos elementos químicos siendo la más conocida la fisión del uranio-235 (235U).

Las reacciones nucleares; que pueden ser de dos tipos: fusión y fisión. Ambas son reacciones exotérmicas ypor tanto liberan grandes cantidades de energía.


Figura 1. Reacciones Nucleares
2.1 Fusión Nuclear
La fusión nuclear es el proceso mediante el cual los núcleos ligeros de los átomos se fusionan para formar núcleos más pesados, liberando así mucha energía en la reacción. En los elementos livianos, la estabilidad nuclear se incrementa cuando aumenta el número másico. Esto sugiere que si dosnúcleos ligeros se combinan o se fusionan para formar uno mayor (un núcleo más estable), se liberará una cantidad apreciable de energía en el proceso.


Figura 2. Fusión nuclear (He)


Estas reacciones se producen aproximadamente a 150 millones de grados centígrados ya que los átomos necesitan un gran aporte energético para vencer las fuerzas de repulsión. A esa temperatura la materia se encuentra en elestado de plasma, término que se usa para un gas caliente de partículas cargadas eléctricamente (iones).

Debido a las difíciles condiciones que se necesitan para llevar a cabo esta reacción (la más importante, la alta temperatura), todavía no se ha logrado la fusión en un laboratorio. La fusión es precisamente el proceso mediante el que se genera la energía del sol y de las estrellas, donde síse cumplen las condiciones de temperatura citadas anteriormente.

La fusión nuclear tiene sus ventajas por sobre la fisión nuclear:

- Los combustibles son baratos y casi inagotables.

- El proceso produce poco desperdicio (pero sí algo de contaminación térmica).

- Son procesos seguros en su ejecución, y si se apagase una máquina de fusión nuclear, se apagaría completa e instantáneamente y noexistiría posibilidad de que se fundiese.
 
 
2.2 Fisión nuclear
La fisión nuclear sí se ha conseguido llevar a cabo en un laboratorio. Se trata de una reacción en cadena donde se bombardean los núcleos de un átomo fisionable con un neutrón dividiendo así dicho núcleo en diversos fragmentos. Aparte de esto, en cada “choque” se liberan neutrones y energía. Una reacción en cadena se refiere a unproceso en el que los neutrones liberados en la fisión producen una fisión adicional en al menos un núcleo más. Este núcleo, a su vez produce neutrones, y el proceso se repite. El proceso puede ser controlado (energía nuclear) o incontrolada (armas nucleares). La reacción de fisión controlada es la que se utiliza para obtener energía en las centrales nucleares de todo el mundo.
          Paramantener un control sostenido de la fisión nuclear, por cada 2 o 3 neutrones puestos en libertad, sólo a uno se le debe permitir dar a otro núcleo del elemento químico que se esté utilizando. Para controlar la cantidad de neutrones libres, la mayoría de los reactores utilizan barras de control hechas con neutrones de un fuerte material absorbente, como el boro(B) o el cadmio(Cd) que capturan neutrones.Además de esto, se utilizan moderadores como el agua pesada y el agua corriente para reducir la velocidad de los neutrones de la reacción y así capturarlos con más facilidad.
          Los elementos químicos que se utilizan en las reacciones de fisión son el plutonio(Pu) y el uranio(U). El que más se utiliza es el uranio y sobretodo su isótopo 235U.
                                  
Figura 3....