Recibe el nombre de fisión una reacción en la cual un núcleo pesado, al bombardearlo con neutrones, se descompone en dos núcleos, con gran desprendimiento de energía y la emisión de dos o tres neutrones, que, a su vez, pueden ocasionar más fisiones, al interaccionar con nuevos núcleos fisionables, y así sucesivamente. Este efecto multiplicador se conoce con el nombre de reacción en cadena.
Si se logra que sólo uno de los neutrones liberados produzca una fisión posterior, el número de fisiones que tienen lugar por segundo permanece constante y la reacción está controlada. Este es el principio de funcionamiento en el que están basados los reactores nucleares, que son fuentes controlables de energía nuclear de fisión.
En una central nuclear, como en una central térmica clásica, se transforma la energía liberada por un combustible (óxido de uranio ligeramente enriquecido en el isótopo U235, con un grado de enriquecimiento que oscila entre el 3-5%), en forma de calor, en energía mecánica y después en energía eléctrica; el calor producido permite evaporar agua que acciona una turbina la cual lleva acoplado un alternador.
El vapor que alimenta esta turbina puede ser producido directamente en el interior de la vasija del reactor (en los reactores de agua en ebullición BWR ) o en un cambiador denominado generador de vapor (en los reactores de agua a presión PWR ).
Existen varias disciplinas y 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 (arqueometríamedicina nuclear usada en los hospitales, etc. nuclear) la medicina nuclear usada en los hospitales, etc.
Los dos sistemas más investigados y trabajados para la obtención de energía aprovechable a partir de la energía nuclear de 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 o energía térmica. Tanto los materiales usados como el diseño de las instalaciones son completamente diferentes en cada caso.
Otra técnica, empleada principalmente en pilas de mucha duración para sistemas que requieren poco consumo eléctrico, es la utilización de generadores 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 una fuente radiactiva.
La energía desprendida en esos procesos nucleares 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 para la 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.
Las dos formas que existen para obtener energía nuclear y que se aplican en ciencia y tecnología son la fisión y la fusión nuclear. La primera ocurre en el núcleo de un átomo, el cual se divide en dos o más núcleos liberando otros subproductos, mientras que la fusión nuclear es el proceso por el que varios núcleos se unen para formar un núcleo más pesado.
la energía nuclear es muy ventajosa en varios aspectos.
Por ejemplo, genera gran parte de la energía eléctrica que consumimos día a día, y sólo en la Unión Europea un tercio de la energía eléctrica utilizada se obtiene por energía nuclear, evitando 700 millones de toneladas de CO2 hacia la atmósfera.
Ventajas
Al ser una energía no contaminante, su uso garantiza un daño menor al medio ambiente, evitando el uso de combustibles fósiles, generando con poco combustible mucha energía.
El vapor que alimenta esta turbina puede ser producido directamente en el interior de la vasija del reactor (en los reactores de agua en ebullición BWR ) o en un cambiador denominado generador de vapor (en los reactores de agua a presión PWR ).
Existen varias disciplinas y 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 (arqueometríamedicina nuclear usada en los hospitales, etc. nuclear) la medicina nuclear usada en los hospitales, etc.
Los dos sistemas más investigados y trabajados para la obtención de energía aprovechable a partir de la energía nuclear de 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 o energía térmica. Tanto los materiales usados como el diseño de las instalaciones son completamente diferentes en cada caso.
Otra técnica, empleada principalmente en pilas de mucha duración para sistemas que requieren poco consumo eléctrico, es la utilización de generadores 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 una fuente radiactiva.
La energía desprendida en esos procesos nucleares 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 para la 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.
Las dos formas que existen para obtener energía nuclear y que se aplican en ciencia y tecnología son la fisión y la fusión nuclear. La primera ocurre en el núcleo de un átomo, el cual se divide en dos o más núcleos liberando otros subproductos, mientras que la fusión nuclear es el proceso por el que varios núcleos se unen para formar un núcleo más pesado.
la energía nuclear es muy ventajosa en varios aspectos.
Por ejemplo, genera gran parte de la energía eléctrica que consumimos día a día, y sólo en la Unión Europea un tercio de la energía eléctrica utilizada se obtiene por energía nuclear, evitando 700 millones de toneladas de CO2 hacia la atmósfera.
Ventajas
Al ser una energía no contaminante, su uso garantiza un daño menor al medio ambiente, evitando el uso de combustibles fósiles, generando con poco combustible mucha energía.
Desventajas
Las desventajas, son los riesgos de accidentes nucleares tan conocidos como Chernobyl y ahora en Japón Fukushima.
Fuente: Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA)-agosto 2010
Otros sistemas de energía nuclear
Con la invención de la pila química por Volta en 1800 se dio lugar a una forma compacta y portátil de generación de energía. A partir de entonces fue incesante la búsqueda de sistemas que fueran aun menores y que tuvieran una mayor capacidad y duración. Este tipo de pilas, con pocas variaciones, han sido suficientes para muchas aplicaciones diarias hasta nuestros tiempos. Sin embargo, en el siglo XX surgieron nuevas necesidades, a causa principalmente de los programas espaciales. Se precisaban entonces sistemas que tuvieran una duración elevada para consumos eléctricos moderados y un mantenimiento nulo. Surgieron varias soluciones (como los paneles solares o las células de combustible), pero según se incrementaban las necesidades energéticas y aparecían nuevos problemas (las placas solares son inútiles en ausencia de luz solar), se comenzó a estudiar la posibilidad de utilizar la energía nuclear en estos programas.Centrales Nucleares en el mundo
| País | UNID | MW (net) |
|---|---|---|
| 1. Estados Unidos | 104 | 101.216 |
| 2. Francia | 58 | 63.236 |
| 3. Japón | 55 | 47.348 |
| 4. Rusia | 32 | 23.084 |
| 5. Alemania | 17 | 20.339 |
| 6. R. Corea | 20 | 17.716 |
| 7. Ucrania | 15 | 13.166 |
| 8. Canadá | 18 | 12.679 |
| 9. Reino Unido | 19 | 11.035 |
| 10. China | 12 | 9.624 |
| 11. Suecia | 10 | 9.399 |
| 12. España | 8 | 7.727 |
| 13. Bélgica | 7 | 5.943 |
| 14. India | 19 | 4.183 |
| 15. R. Checa | 6 | 3.686 |
| 16. Suiza | 5 | 3.252 |
| 17. Finlandia | 4 | 2.721 |
| 18. Bulgaria | 2 | 1.906 |
| 19. Brasil | 2 | 1.901 |
| 20. Hungría | 4 | 1.880 |
| 21. Sudáfrica | 2 | 1.842 |
| 22. Eslovaquia | 4 | 1.760 |
| 23. México | 2 | 1.310 |
| 24. Rumanía | 2 | 1.310 |
| 25. Argentina | 2 | 935 |
| 26. Eslovenia | 1 | 696 |
| 27. Países Bajos | 1 | 485 |
| 28. Pakistan | 2 | 400 |
| 29. Armenia | 1 | 376 |
