Energia Nuclear

La energía nuclear o energía atómica es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares. Sin embargo, este término engloba otro significado, el aprovechamiento de dicha energía para otros fines, tales como la obtención de energía eléctrica, térmica y mecánica a partir de reacciones atómicas, y su aplicación, bien sea con fines pacíficos o bélicos.1 Así, es comúnreferirse a la energía nuclear no solo como el resultado de una reacción sino como un concepto más amplio que incluye los conocimientos y técnicas que permiten la utilización de esta energía por parte del ser humano.
Estas reacciones se dan en los núcleos de algunos isótopos de ciertoselementos químicos (radioisótopos), siendo la más conocida la fisión deluranio-235 (235U), con la que funcionanlos reactores nucleares, y la más habitual en la naturaleza, en el interior de las estrellas, la fusión del pardeuterio-tritio (2H-3H). Sin embargo, para producir este tipo de energía aprovechando reacciones nucleares pueden ser utilizados muchos otrosisótopos de varios elementos químicos, como el torio-232, el plutonio-239, elestroncio-90 o el polonio-210 (232Th, 239Pu, 90Sr, 210Po;respectivamente).

Existen varias disciplinas y/o técnicas que usan de base la energía nuclear y van desde la generación de electricidad en las centrales nucleares hasta las técnicas de análisis de datación arqueológica (arqueometría nuclear), lamedicina nuclear usada en los hospitales, etc.

Los sistemas más investigados y trabajados para la obtención de energía aprovechable a partir de la energía nuclearde forma masiva son la fisión nuclear y la fusión nuclear. La energía nuclear puede transformarse de forma descontrolada, dando lugar al armamento nuclear; o controlada en reactores nucleares en los que se produce energía eléctrica, energía mecánica oenergía térmica. Tanto los materiales usados como el diseño de las instalaciones son completamente diferentes en cada caso.

Otra técnica, empleadaprincipalmente en pilas de mucha duración para sistemas que requieren poco consumo eléctrico, es la utilización degeneradores termoeléctricos de radioisótopos (GTR, o RTG en inglés), en los que se aprovechan los distintos modos de desintegración para generar electricidad en sistemas de termopares a partir del calor transferido por unafuente radiactiva.

La energía desprendida en esos procesosnucleares suele aparecer en forma de partículas subatómicas en movimiento. Esas partículas, al frenarse en la materia que las rodea, producen energía térmica. Esta energía térmica se transforma en energía mecánica utilizando motores de combustión externa, como las turbinas de vapor. Dicha energía mecánica puede ser empleada en el transporte, como por ejemplo en los buques nucleares; o parala generación de energía eléctrica en centrales nucleares.

La principal característica de este tipo de energía es la alta calidad de la energía que puede producirse por unidad de masa de material utilizado en comparación con cualquier otro tipo de energía conocida por el ser humano, pero sorprende la poca eficiencia del proceso, ya que se desaprovecha entre un 86 y 92% de la energía que se libera.2En 1896 Henri Becquerel descubrió que algunos elementos químicos emitían radiaciones.3 Tanto él como Marie Curie y otros estudiaron sus propiedades, descubriendo que estas radiaciones eran diferentes de los ya conocidos Rayos X y que poseían propiedades distintas, denominando a los tres tipos que consiguieron descubrir alfa, beta y gamma.

Pronto se vio que todas ellas provenían del núcleoatómico que describióRutherford en 1911.

Con el descubrimiento del neutrino, partícula descrita teóricamente en 1930 por Pauli pero no detectada hasta 1956 por Clyde Cowan y sus colaboradores, se pudo explicar la radiación beta.

En 1932 James Chadwick descubrió la existencia del neutrón que Wolfgang Paulihabía predicho en 1930, e inmediatamente después Enrico Fermi descubrió que ciertas...