Energía nuclear
La energía nuclear es aquella que resulta del aprovechamiento de la capacidad que tienen algunos isótopos de ciertos elementos químicos para experimentar reacciones nucleares y emitir energía en la transformación.
• Existen dos formas de aprovechar la energía nuclear para convertirla en calor, la fisión nuclear, en la que un núcleo atómico se subdivide en dos o más grupos de partículas y la fusión nuclear, en la que al menos dos núcleos atómicos se unen para dar lugar a otro diferente.
• Existen dos formas de aprovechar la energía nuclear para convertirla en calor, la fisión nuclear, en la que un núcleo atómico se subdivide en dos o más grupos de partículas y la fusión nuclear, en la que al menos dos núcleos atómicos se unen para dar lugar a otro diferente.
Fisión
-Se produce la desintegración del núcleo pesado en dos mas ligeros mediante bombardeo de partículas. Es lo que ocurre cuando un núcleo de uranio es bombardeado con neutrones, se escinde en otros mas pequeños y libera nuevas partículas. Estas a su vez colisionan con otros núcleos y provocan una reacción en cadena en muy poco tiempo.
COMBUSTIBLES NUCLEARES PARA LA FISIÓN NUCLEAR
Se denomina combustible nuclear a cualquier material que contiene isótopos capaces de experimentar una reacción en cadena que puede ser controlada fácilmente en un reactor nuclear:
-Uranio: es un elemento metálico su símbolo químico es U y su número atómico es 92. Por ello posee 92 protones y 92 electrones, con una valencia de 6. Su núcleo puede contener entre 142 y 146 neutrones, sus isótopos más abundantes son el 238U que posee 146 neutrones y el 235U con 143 neutrones.
-Plutonio-239: Es un elemento metálico radiactivo que se obtiene de forma artificial cuando el uranio 238 absorbe un neutrón.
-Uranio: es un elemento metálico su símbolo químico es U y su número atómico es 92. Por ello posee 92 protones y 92 electrones, con una valencia de 6. Su núcleo puede contener entre 142 y 146 neutrones, sus isótopos más abundantes son el 238U que posee 146 neutrones y el 235U con 143 neutrones.
-Plutonio-239: Es un elemento metálico radiactivo que se obtiene de forma artificial cuando el uranio 238 absorbe un neutrón.
VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA ENERGÍA NUCLEAR DE FISIÓN
- La energía nuclear de fisión tiene como principal ventaja que no utiliza combustibles fósiles, por lo que no emite gases de efecto invernadero genera gran cantidad de energía consumiendo muy poco combustible y las reservas de combustible nuclear son suficientes para abastecer a todo el planeta durante más de 100 años.
- Presenta varios peligros:
Fusión
La fusión es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado. Simultáneamente se libera o absorbe una cantidad enorme de energía, que permite a la materia entrar en un estado plasmático. Tienen lugar a temperaturas de 6.000.000ºC
COMBUSTIBLES UTILIZADOS EN LA REACCIÓN NUCLEAR DE FUSIÓN
- Deuterio: Cuyo símbolo es 2H es un isótopo estable del hidrógeno que se encuentra en la naturaleza con una abundancia del 0.015% átomos de hidrogeno (uno de cada 6500). El núcleo del deuterio está formado por un protón y un neutrón (el hidrógeno tiene solamente un protón).
- Tritio: Es un isótopo natural del hidrógeno; es radiactivo. Su símbolo es 3H. Su núcleo consta de un protón y dos neutrones. El tritio se produce por bombardeo con neutrones libres de blancos de litio, boro o nitrógeno.
- Hidrógeno: Es un combustible limpio. su reacción de oxidación para formar agua es casi tres veces más energética que la de los hidrocarburos y combustibles fósiles. Se obtiene de combustibles fósiles (efecto invernadero) aunque también por electrolisis del agua o por catalizadores a temperaturas superiores a 500º C. A gran escala se utilizan reactores nucleares de alta temperatura conectados a una planta de generación de hidrógeno, a media y pequeña se emplean células de combustibles de hidrógeno.
¿QUÉ ES UNA CÉLULA DE COMBUSTIBLE DE HIDRÓGENO?
-Una célula o celda de combustible es un dispositivo electro-químico que consta de dos electrodos separados por un electrólito, y que convierte directamente la energía química en electricidad y calor. funcionan como una batería pero que ni se agota ni necesita recarga siempre que tenga combustible. Se combina el oxígeno del aire con el hidrógeno para formar agua pura (reacción inversa a la electrolisis del agua) se libera energía en forma de corriente eléctrica y calor que puede utilizarse para producir más electricidad.
VENTAJAS DE LA FUSIÓN NUCLEAR
-Los combustibles primarios son baratos, abundantes, no radioactivos y repartidos geográficamente de manera uniforme ( el agua de los lagos y los océanos contiene hidrógeno pesado suficiente para millones de años, al ritmo actual de consumo de energía)
-Sistema intrínsecamente seguro: el reactor sólo contiene el combustible para los diez segundos siguientes de operación. Además el medio ambiente no sufre ninguna agresión: no hay contaminación atmosférica que provoque la lluvia ácida o el efecto invernadero
-La radioactividad de la estructura del reactor, producida por los neutrones emitidos en las reacciones de fusión, puede ser minimizada escogiendo cuidadosamente los materiales, de baja activación. Por tanto, no es preciosa almacenar los elementos del reactor durante centenares y millares de años.
-Sistema intrínsecamente seguro: el reactor sólo contiene el combustible para los diez segundos siguientes de operación. Además el medio ambiente no sufre ninguna agresión: no hay contaminación atmosférica que provoque la lluvia ácida o el efecto invernadero
-La radioactividad de la estructura del reactor, producida por los neutrones emitidos en las reacciones de fusión, puede ser minimizada escogiendo cuidadosamente los materiales, de baja activación. Por tanto, no es preciosa almacenar los elementos del reactor durante centenares y millares de años.