La energía nuclear
La energía nuclear es la energía contenida en el núcleo de
un átomo. Los átomos son
las partículas más pequeñas en que se puede dividirse un
elemento químico
manteniendo sus propiedades. En el núcleo de cada átomo hay
dos tipos de partículas
(neutrones y protones) que se mantienen unidas. La energía
nuclear es la energía que
mantiene unidos neutrones y protones.
La energía nuclear se puede utilizar para producir
electricidad. Pero primero la energía
debe ser liberada. Ésta energía se puede obtener de dos
formas: fusión nuclear y
fisión nuclear. En la fusión nuclear, la energía se libera
cuando los núcleos de los
átomos se combinan o se fusionan entre sí para formar un
núcleo más grande. Así es
como el sol produce energía. En la fisión nuclear, los
núcleos se separan para formar
núcleos más pequeños, liberando energía. Las centrales
nucleares utilizan la fisión
nuclear para producir electricidad.
Cuando se produce una de estas dos reacciones nucleares (la
fisión nuclear o la
fusión nuclear) los átomos experimentan una ligera pérdida
de masa. Esta masa que
se pierde se convierte en una gran cantidad de energía
calorífica y de radiación, como
descubrió Albert Einstein con su famosa ecuación E=mc². La
energía calorífica
producida se utiliza para producir vapor y generar
electricidad. Aunque la producción
de energía eléctrica es la utilidad más habitual que se le
da a la energía nuclear,
también se puede aplicar en muchos otros sectores, como en
aplicaciones médicas o
medioambientales.
Fisión nuclear
La fisión nuclear es la reacción en la que el núcleo de un
átomo pesado, al capturar un
neutrón incidente, se divide en dos o más núcleos de átomos
más ligeros, llamados
productos de fisión, emitiendo en el proceso neutrones,
rayos gamma y grandes
cantidades de energía.
El núcleo que captura el neutrón incidente se vuelve
inestable y, como consecuencia,
se produce su escisión en fragmentos más ligeros dando lugar
a una situación de
mayor estabilidad. Además de estos productos, en la reacción
de fisión se producen
varios neutrones que al incidir sobre otros núcleos
fisionables desencadenan más
1
reacciones de fisión que a su vez generan más neutrones.
Este efecto multiplicador se
conoce como reacción en cadena.
Para que se produzca una reacción de fisión en cadena es
necesario que se cumplan
ciertas condiciones de geometría del material fisionable y
se supere un umbral
determinado de cantidad del mismo, conocido como masa
crítica. La fisión puede
llegar a producirse de forma espontánea, pero es necesaria
la existencia de un
neutrón que incida con la energía adecuada.
Fusión nuclear
La fusión nuclear es una reacción nuclear en la que dos
núcleos de átomos ligeros, en
general el hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio), se
unen para formar otro núcleo
más pesado, generalmente liberando partículas en el proceso.
Estas reacciones
pueden absorber o liberar energía, según si la masa de los
núcleos es mayor o menor
que la del hierro, respectivamente. Un ejemplo de reacciones
de fusión son las que
tienen lugar en el sol, en las que se produce la fusión de
núcleos de hidrógeno para
formar helio, liberando en el proceso una gran cantidad de
energía en forma de
radiación electromagnética, que alcanza la superficie
terrestre y que percibimos como
luz y calor.
Para que tenga lugar una reacción de fusión, es necesario
alcanzar altas cotas de
energía que permitan que los núcleos se aproximen a
distancias muy cortas en las que
la fuerza de atracción nuclear supere las fuerzas de
repulsión electrostática. Para ello,
se deben cumplir los siguientes requisitos:
• Para lograr la energía necesaria se pueden utilizar
aceleradores de partículas o
recurrir al calentamiento a temperaturas muy elevadas. Esta
última solución se
denomina fusión térmica y consiste en calentar los átomos
hasta lograr una
masa gaseosa denominada plasma, compuesta por electrones
libres y átomos
altamente ionizados.
• Asimismo, es necesario garantizar el confinamiento y
control del plasma a altas
temperaturas en la cavidad de un reactor de fusión el tiempo
necesario para
que se produzca la reacción.
• También es necesario lograr una densidad del plasma
suficiente para que los
núcleos estén cerca unos de otros y puedan dar lugar a las
reacciones de
fusión.
Sin embargo, los confinamientos convencionales, como las
paredes de una vasija, no
son factibles debido a las altas temperaturas. Por este
motivo, se encuentran en
desarrollo dos métodos de confinamiento:
informacion sacada de: https://www.csn.es/documents/10182/927506/La+energ%C3%ADa+nuclear+%28Monograf%C3%ADa%29
Comentarios
Publicar un comentario