Central nuclear de Isar, Alemania

Piscina de combustible nuclear gastado

Turbina de una central nuclear

Energia atòmica

Energia atòmica

La energía atómica proviene de átomo, es la energía que mantiene unidos neutrones y protones de los núcleos de los átomos. También se conoce cómo energía nuclear, que proviene de núcleo. El nombre de energía nuclear se utiliza debido a que la mayor parte de la energía de un átomo reside en su núcleo.

Se diferencian dos partes del átomo, el núcleo y la corteza. En la corteza orbitan alrededor del núcleo una cantidad indeterminada de electrones. El núcleo está compuesto por un número indeterminado de neutrones y de protones. La cantidad de protones en el núcleo determinara el elemento del que se trata el átomo, (hierro, hidrógeno, etc.).

Los neutrones y los neutrones están unidos entre si mediante unos enlaces energéticos muy fuertes. Si se consigue romper estos enlaces se genera una energía muy elevada, la energía atómica. En este caso estamos hablando de fisión nuclear. También se puede dar el caso contrario: juntar dos átomos distintos. En este caso se trataría de la fusión nuclear: los núcleos se fusionan. También se obtiene una gran cantidad de energía atómica.

Combustible nuclear

Para desencadenar las reacciones de fisión nuclear y fusión nuclear y aprovecharse de su energía atómica no todos los átomos son aptos técnicamente. En el caso de las reacciones de fisión nuclear, que es el tipo de reacción atómica utilizada en todas las centrales nucleares actuales, el combustible nuclear utilizado es el uranio o el plutonio. Los átomos de uranio y plutonio pueden tener distintas configuraciones. Estas configuraciones dependen del número de neutrones que tienen en el núcleo. Cada una de estas configuraciones es un isótopo distinto del mismo átomo.

Las diferentes proporciones entre neutrones y protones hace que el núcleo atómico sea más o menos estable. A nosotros, que lo queremos partir, nos interesa que sea inestable.

El uranio se puede obtener de forma natural. El uranio natural se encuentra con una composición de isótopos de uranio algunos de ellos (pocos) muy inestables. Para mejorar el rendimiento se somete el uranio natural a un proceso de enriquecimiento para obtener una mayor proporción del isótopo menos estable. De este modo, es más fácil obtener una reacción de fisión de átomos en cadena, y de este modo, aumentar la energía atómica obtenida.

Centrales de energía atómica

Las centrales atómicas (o centrales nucleares) se encargan de obtener la energía atómica del núcleo de los átomos y convertirla en energía eléctrica.

Se trata de un proceso complicado pero explicado esquemáticamente es muy simple. Todas las centrales atómicas tienen un reactor nuclear. El reactor nuclear en encargado de generar las reacciones de fisión de los átomos. Estas reacciones atómicas generan una gran cantidad de energía térmica.

Gracias a las leyes de la termodinámica este calor se puede transmitir por convección térmica a un fluido sin necesidad que el reactor nuclear deje de estar aislado. Una vez el fluido se ha quedado con la energía calorífica generada, el calor se puede transportar. Y lo transportamos a la zona de turbinas. En la zona de turbinas, el fluido caliente se utiliza para generar vapor que a su vez accionará una turbina. Con la turbina accionada, la energía térmica se ha transformado en energía mecánica que nos permitirá generar energía eléctrica. El generador es el encargado de esta última transformación.

Existen muchos tipos de centrales nucleares para el aprovechamiento de la energía atómica pero conceptualmente todas funcionan mediante un proceso similar: reacción nuclear para obtener calor, accionar una turbina y transformar la energía mecánica en electricidad.

Ventajas e inconvenientes de la energía atómica

La principal ventaja de la energía atómica es la gran cantidad de energía que se puede obtener por kg de combustible.

Otra ventaja no menos importante, es que no depende de recursos fósiles. El sistema de funcionamiento de una central atómica es muy parecido al de una central térmica. La diferencia está en que el calor se obtiene mediante reacciones nucleares mientras que en la central térmica se obtiene el calor quemando combustibles fósiles. Estos combustibles fósiles pueden ser carbón, petróleo o gas natural.

El hecho de no quemar combustibles fósiles contribuye reducir el efecto invernadero y al calentamiento global.

El principal inconveniente del uso de la energía atómica es la gestión del os residuos nucleares. El combustible generado es altamente radioactivo y lo sigue siendo durante muchos años. En segundo lugar, está el problema de la seguridad. A pesar que los sistemas de seguridad de las centrales atómicas son muy avanzados siempre existe la posibilidad de sufrir algún accidente nuclear. Aunque los accidentes nucleares sean escasos, debido a la naturaleza de la energía atómica las consecuencias suelen ser muy graves como lo fueron en el caso del accidente nuclear de Chernobyl o el accidente nuclear de Fukushima.

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Última revisión: 22 de agosto de 2018

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