Planta nuclear –

La energía nuclear es la fuerza que mantiene unidos los componentes de los átomos (protones, electrones y neutrones). Cuando estos componentes se separan, se libera una gran cantidad de energía, que se puede calcular mediante la ecuación de Einstein: E = mc², donde E es la energía liberada, m la masa total de los átomos que participan en la reacción, ec la velocidad de luz. Pronto notarás que la energía resultante es muy grande.

Una de las formas de extraer esta energía es mediante la fisión nuclear.

Reacción nuclear a través de la fisión de un átomo de uranio. Ilustración: Peter Hermes Furian / Shutterstock.com

Fisión nuclear

La fisión nuclear ocurre cuando un átomo (generalmente U-235) es bombardeado con neutrones. Entonces, este átomo tendrá una masa mayor, volviéndose mucho inestable. Debido a la inestabilidad, se dividirá en dos nuevos átomos (en el caso del uranio, se dividirá en criptón (Kr) y bario (Ba)) y algunos neutrones más que no permanecerán en ningún átomo. Estos neutrones libres chocarán con otros átomos, generando una reacción en cadena. Este es el proceso que se utiliza en las centrales nucleares.

La planta de energía nuclear

Las plantas de energía nuclear utilizan el principio de fisión nuclear para generar calor. Dentro Reactor nuclear, cientos de barras que contienen material radiactivo se fisionan, liberando mucho calor. Este calor calentará el agua (completamente pura) dentro del reactor. Puede alcanzar unos increíbles 1500 ° C a una presión de 157atm. Esta agua caliente pasará por tubos, al vaporizador, luego de regreso al reactor, completando el circuito primario.

La planta de energía nuclear es un tipo de planta de energía termoeléctrica. Ilustración: US NRC.gov [adaptado]

En el vaporizador, se hervirá otra cantidad de agua, por el calor de los tubos por donde pasa el agua extremadamente caliente del reactor. El vapor generado saldrá por tuberías, hasta donde se ubican las turbinas y el generador eléctrico. El vapor de agua puede hacer girar las palas de la turbina a altas velocidades, produciendo corriente eléctrica. Una vez que el vapor cumple su función, pasa al condensador, donde se convertirá nuevamente en agua y regresará al vaporizador. esta es la llamada circuito secundario.

Calderas de enfriamiento de una central nuclear. Foto: Vaclav Volrab / Shutterstock.com

Para que el condensador transforme el vapor del circuito secundario en agua, debe ser alimentado con agua fría. Esta agua fría puede provenir de ríos y lagos cercanos. Al pasar por el condensador, esta agua se calienta, necesitando ser enfriada en las torres de enfriamiento (la mayor parte de una planta de energía nuclear). Este es el circuito terciario (o sistema de agua de refrigeración).

Temas de seguridad

Una central nuclear está equipada con varios sistemas de seguridad, que entran en acción automáticamente en caso de emergencia. El principal es el sistema que neutraliza la fisión nuclear dentro del reactor. Hay cientos de barras, hechas de materiales que no se fisuran (es decir, que incluso absorben neutrones libres, no se dividen), como el boro y el cadmio, que se inyectan en el medio reaccionario.

El reactor está rodeado por una carcasa de acero de 3 cm de espesor. El edificio está protegido con muros de 70 cm, de hormigón y estructura de hierro y acero, y puede resistir ataques terroristas (misiles, aviones).
También existen organismos internacionales que inspeccionan periódicamente las centrales nucleares, buscando irregularidades, averías, etc.

Beneficios

Las principales ventajas de la energía nuclear son: el combustible es barato y escaso (en comparación con otras fuentes de energía), es independiente de las condiciones ambientales / climáticas (no depende del sol, como las plantas de energía solar, ni del flujo de un río, en este caso de las hidroeléctricas), la contaminación generada (directamente) es casi nula. No ocupa grandes superficies. La cantidad de residuos producidos es muy baja. El costo de la energía generada ronda los 40 dólares por MW, más cara que la energía de las centrales hidroeléctricas, pero más barata que la energía de las centrales termoeléctricas, plantas solares, energía eólica, etc.

Desventajas

Alto costo de construcción, debido a la tecnología y seguridad utilizada; Incluso con todos los sistemas de seguridad, siempre existe el riesgo de que el reactor tenga una fuga o explote, liberando radiactividad a la atmósfera y a la tierra cercana en un radio de kilómetros. No existen soluciones eficientes para el tratamiento de residuos radiactivos, que actualmente se encuentran depositados en desiertos, fondos marinos o dentro de montañas (hay proyectos para enviar residuos al Sol, que podría ser la solución definitiva, pero muy cara y también peligrosa, imagina lo que sería ¿Sucedería si una de las cápsulas que almacenan la basura explotara en la atmósfera terrestre?).

La fisión nuclear da como resultado la producción de otros elementos químicos como el plutonio. Esto se utiliza en la producción de bombas atómicas. Por lo tanto, los organismos de control internacionales (y estadounidenses) intentan evitar que ciertos países (actualmente Irak y Corea del Norte) dominen la tecnología nuclear.

Los principales componentes que componen los residuos radiactivos producidos en las centrales nucleares son los productos de la fisión nuclear que se produce en el reactor. Después de años de utilizar una determinada cantidad de uranio, el combustible inicial se transforma en otros productos químicos, como criptón, bario, cesio, etc., que no sirven para nada en la planta. Las herramientas, ropa, zapatillas, guantes y todo lo que haya estado en contacto directo con estos productos se clasifica como residuo radiactivo.

En los Estados Unidos, los restos se colocan en tambores sellados y se entierran profundamente en los desiertos. El costo de almacenar los tambores es tan alto como el mantenimiento de la planta. Hay proyectos para llevar los residuos radiactivos en cápsulas hacia el sol, lo que podría ser una solución definitiva al problema, ya que durante 100.000 años la radiación estará siendo emitida por estos materiales.

Los reactores desactivados también se incluyen en esta clasificación. No se han abierto reactores nucleares usados ​​en todo el mundo. Por lo general, se cubren de hormigón y se llevan a otro lugar.

Para los ecologistas, el destino de los residuos radiactivos es la principal razón por la que están en contra de la energía nuclear, ya que todavía no hay una solución definitiva y se sabe poco sobre las consecuencias de las radiaciones para el medio ambiente. Unos años después de la explosión de Chernobyl, en Ucrania, miles de personas han desarrollado enfermedades extrañas, que se atribuyen a la radiactividad en la región.