Tecnología industrial/Energía nuclear

Energía nuclear
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La energía nuclear o energía atómica es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares. Dichos procesos se aprovechan principalmente para la obtención de energía eléctrica, aunque también para se puede aplicar en muchos otros sectores, como en medicina, propulsión, aplicaciones medioambientales, agricultura, datación de restos orgánicos o armamento y aplicaciones bélicas.

La principal característica de este tipo de energía es gran cantidad 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 actualmente utilizados, ya que se desaprovecha entre un 86 y 92% de la energía que se libera.^[1]

Historia de la energía nuclear

Antes de 1600, los alquimistas estudiaban sustancias para descubrir cómo convertir el plomo en oro, pero nadie logró hacerlo. Sin embargo, los alquimistas (personas que hicieron alquimia) descubrieron algunas cosas útiles. El ácido sulfúrico y el ácido nítrico fueron dos sustancias que descubrieron. Solo se conocían unos pocos elementos. Algunos de ellos son mercurio, plata, oro y carbono.

En 1896, Henri BECQUEREL se da cuenta de que las sales de uranio emiten su propia luz: ¡estas placas fotográficas impresas! Dio instrucciones a la joven Marie Curie para que analizara estas sales y allí encontró otros dos elementos radiactivos aún más: polonio y radio. Henri BECQUEREL, Marie CURIE y su esposo Pierre CURIE fueron galardonados con el Premio Nobel de física en 1903 por este descubrimiento.

Y curiosamente una propiedad que permite transmutar los elementos químicos como deseaban los alquimistas.

La radiactividad

La radioactividad es la tendencia de los núcleos inestables a emitir partículas para acercarlas a la estabilidad. Hay 4 tipos principales de radioactividad:

Radiación alfa: la emisión de un núcleo $_{2}^{4}He$
Radiación beta: la emisión de un electrón (positrón) desde el átomo
Radiación gamma: la emisión de un fotón por el núcleo
Radiación de neutrones: la emisión de un neutrón $_{0}^{1}n$ desde el núcleo

Estas partículas se encuentran típicamente en un nivel muy bajo en la naturaleza. Las tasas de exposición moderadas a altas de estas partículas pueden ser severamente perjudiciales para los tejidos orgánicos y poner en peligro la vida de los humanos y el resto del ecosistema.

Fisión nuclear

La fisión nuclear es la "división" de un núcleo atómico en dos o más componentes más ligeros. La energía utilizada para operar plantas de energía nuclear comerciales y para causar la explosión de armas nucleares se obtiene de este proceso. Este proceso tiene lugar con la liberación de enormes cantidades de calor.

Fusión nuclear

La fusión nuclear es el proceso por el cual dos o más núcleos se combinan para formar un núcleo más pesado. Si el producto final tiene un número de masa menor que el núcleo hierro ( $_{0}^{5}6Fe$ ), se libera energía y se puede utilizar para realizar un trabajo útil. El objetivo de varios proyectos internacionales actuales es refinar este proceso en uno económicamente viable.

Radiactividad artificial

Si el núcleo inestable existe en la naturaleza, hablamos de radiactividad natural. Si el núcleo inestable se crea en el laboratorio y no existe en la naturaleza, hablamos de radiactividad artificial.

Energía Nuclear

La energía nuclear es aquella limitada a los núcleos de los átomos que forman la materia. Es en este caso particular que no hay conservación de la energía, al menos aparentemente: cuando un núcleo grande se rompe, o cuando dos núcleos pequeños se fusionan, hay pérdida de masa ( "m") y de repente producción de energía ("E"): la masa se transforma en energía de acuerdo con la relación de EINSTEIN $E=mc^{2}$ con $c\approx 3.10^{8}m/s$ es la velocidad de la luz en el vacío.

El corazón de un reactor está compuesto de combustible nuclear (núcleos fisionables) rodeado por un revestimiento. Un fluido de transferencia de calor (líquido o gas que se calienta en contacto con el corazón) calentará otro circuito de agua. El agua vaporizada hará girar una turbina que enciende un alternador que produce electricidad (efecto dinamo). Las barras de control, hechas de un material absorbente de neutrones, pueden penetrar más o menos en el corazón para ralentizar o incluso detener las reacciones de fisión.

Enlaces externos

Referencias

↑ Tyler Miller, G. (2002). «Introducción a la ciencia ambiental». Madrid: Thomson. p. 116. «Quizá los tres mecanismos menos eficaces en su consumo de energía que tienen amplio uso en el mundo son [...] y las plantas de energía nuclear [...] (que desaprovechan el 86% de la energía de su combustible nuclear y probablemente el 92% cuando se incluye la energía necesaria para manejar los residuos radiactivos y desmantelar las centrales nucleares fuera de uso).».

[test-1] Tyler Miller, G. (2002). «Introducción a la ciencia ambiental». Madrid: Thomson. p. 116. «Quizá los tres mecanismos menos eficaces en su consumo de energía que tienen amplio uso en el mundo son [...] y las plantas de energía nuclear [...] (que desaprovechan el 86% de la energía de su combustible nuclear y probablemente el 92% cuando se incluye la energía necesaria para manejar los residuos radiactivos y desmantelar las centrales nucleares fuera de uso).».

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