ENERGÍA NUCLEAR: LA “MALA” DE LA PELÍCULA (I).

Comenzamos con éste, una serie de artículos que pretenden acercarnos al mundo de la energía nuclear, sus fundamentos, sus aplicaciones, sus riesgos, sus ventajas, los problemas que ha ocasionado… Y que no se olvidan fácilmente.
Nuestra intención es que desarrolléis un pensamiento crítico bien fundamentado. Es decir, consideramos conveniente que conozcáis todos los aspectos, o al menos gran parte de ellos, para desarrollar vuestra propia postura al respecto. No olvidéis que esto se puede extrapolar a todos los aspectos de vuestra vida. Es decir, no es bueno criticar algo (o a alguien) que se desconoce, porque podemos estar equivocados.
En fin, una vez que conozcáis todos estos aspectos podréis estar totalmente en contra, a favor, a favor con reticencias… ¡Comencemos!

Como todos sabéis ya, la energía nuclear puede definirse como aquella que se libera en las reacciones nucleares. Es decir, es la que mantiene unidos a los núcleos de los átomos. Aunque, no es menos cierto que también se emplea ese concepto para referirse al aprovechamiento de la energía de los núcleos atómicos para otros fines, como por ejemplo, para la obtención de energía eléctrica.Todos habéis estudiado la estructura del átomo; entonces vamos a centrarnos, en un principio, en analizar esas reacciones que tienen lugar en los núcleos. Son de dos tipos: fisión y fusión. El concepto de fisión nos recuerda a fisura, rotura. Por otro lado, el término fusión, lo relacionamos claramente con unión. Pues bien, así se explicarían precisamente, ambas reacciones.La fisión nuclear es la división del núcleo de un átomo (por ejemplo Uranio-235), al ser bombardeado con neutrones. El Uranio-235 se convierte entonces en Uranio-236, durante un corto tiempo, ya que este último es muy poco estable y se divide en dos núcleos más ligeros (por ejemplo, Kripton y Bario). Es decir, en esa reacción se obtienen varios fragmentos (núcleos de átomos más sencillos y neutrones). Sin embargo, si sumamos las masas de esos fragmentos, no igualan a la masa inicial. Esa pequeña pérdida de masa se traduce en una gran liberación de energía. Esa energía se calcula con la famosa fórmula de Einstein:

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¿Sabéis cuál es el valor de c, la velocidad de la luz? Pues, nada menos que 3×108  m/s. Entonces, si os fijáis en la fórmula, comprobaréis que, un valor insignificante de la masa, m, es suficiente para producir una gran cantidad de energía.

Según habéis podido leer unas líneas más arriba, en una reacción de fisión nuclear, además de núcleos más sencillos, se liberan neutrones. Como la reacción tiene lugar cuando los núcleos son bombardeados con neutrones, esos nuevos neutrones generados provocan nuevas reacciones, al chocar con otros núcleos atómicos. A este proceso se le conoce como reacción en cadena, pero, obviamente, ha de estar controlado. Es decir, es necesario emplear un material que frene algunos de esos neutrones para que esa cadena de reacciones nucleares no provoque una explosión. Para ello se usan las denominadas barras de control, que absorberán parte de esos neutrones, fabricadas con boro o cadmio.
chainreaction
Pero vamos a explicar este aspecto un poco mejor, porque en él radica uno de los principales riesgos de las centrales nucleares. Si en cada fisión se liberan dos neutrones más, entonces el número de fisiones se duplica en cada generación. De modo que en la décima generación se obtienen 1024 fisiones (210 )… ¿Comprendéis ahora la necesidad de controlar este proceso?

Dicho de otro modo, si el proceso de la fisión nuclear no estuviera controlado en las centrales nucleares, estaríamos hablando de una bomba atómica (una gran explosión nuclear). A continuación, intentaremos explicar ese proceso de control que se precisa en las centrales nucleares:

Como combustible se utilizan barras de Uranio natural enriquecidas al 4% con Uranio-235, como vimos antes. Pero el Uranio natural es, en su mayor parte Uranio-238 (sólo un 0.7% del Uranio natural es U-235); entonces se necesitan grandes cantidades de Uranio natural para obtener una cantidad suficiente de Uranio-235.Se introducen en el reactor las barras de Uranio enriquecido y comienza el proceso de fisión, liberándose una gran cantidad de energía en forma de calor. Ese calor se emplea para calentar agua, que se transforma en vapor. Ese vapor mueve unas turbinas, las hace girar. Esas turbinas hacen girar a su vez un alternador, generando gran cantidad de energía eléctrica.Los neutrones generados en esas reacciones de fisión son controlados para que no explote el reactor. Para ese control se emplean unas barras (generalmente de Cadmio o de Boro) llamadas, precisamente, barras de control, que absorben neutrones y disminuyen el número de fisiones. Normalmente se introducen las barras de control de manera que se produzca un neutrón por reacción de fisión. También es necesario refrigerar el reactor, para que no se caliente demasiado y funda las protecciones. Es preciso enfriarlo, incluso, cuando el reactor esté parado, ya que la radiación hace que el reactor permanezca caliente.

Central nuclear de Ascó (Tarragona)

En el siguiente vídeo se muestra el funcionamiento de una central nuclear:

 

CUESTIONARIO:

1.- ¿Cómo definirías la energía nuclear?

2.- ¿Qué dos tipos de reacciones nucleares se citan? ¿En qué se diferencian?

3.- ¿Cómo explicas que la pérdida de una pequeña cantidad de masa en una reacción nuclear genere una gran cantidad de energía?

4.- ¿Qué átomo se usa en las reacciones de fisión nuclear? ¿Qué inconveniente tiene este átomo en cuanto a su origen?

5.- Explica en qué consiste y cómo se podría producir una reacción en cadena en una central nuclear.

6.- ¿Cómo se evita una reacción en cadena?

7.- ¿Por qué y en qué momentos es necesario enfriar el reactor?

8.- Busca información en Internet y realiza un listado de las centrales nucleares que están activas actualmente en España.

9.- Investiga y explica qué es la moratoria nuclear.

10.- ¿Existe algún cementerio nuclear en España? Si es así, explica dónde está instalado.

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