ENERGÍA NUCLEAR

La energía nuclear o energía atómica es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares. Sin embargo, este término engloba otro significado, el aprovechamiento de dicha energía para otros fines, tales como la obtención de energía eléctrica, térmica ymecánica a partir de reacciones atómicas, y su aplicación, bien sea con fines pacíficos o bélicos.¹ Así, es común referirse a la energía nuclear no solo como el resultado de una reacción sino como un concepto más amplio que incluye los conocimientos y técnicas que permiten la utilización de esta energía por parte del ser humano.

Estas reacciones se dan en los núcleos de algunos isótopos de ciertos elementos químicos (radioisótopos), siendo la más conocida la fisión deluranio-235 (²³⁵U), con la que funcionan los reactores nucleares, y la más habitual en la naturaleza, en el interior de las estrellas, la fusión del par deuterio-tritio (²H-³H). Sin embargo, para producir este tipo de energía aprovechando reacciones nucleares pueden ser utilizados muchos otros isótopos de varios elementos químicos, como el torio-232, el plutonio-239, el estroncio-90 o el polonio-210 (²³²Th, ²³⁹Pu, ⁹⁰Sr, ²¹⁰Po; respectivamente).

Existen varias disciplinas y/o técnicas que usan de base la energía nuclear y van desde la generación de electricidad en las centrales nucleares hasta las técnicas de análisis de datación arqueológica (arqueometría nuclear), la medicina nuclear usada en los hospitales, etc.

Los sistemas más investigados y trabajados para la obtención de energía aprovechable a partir de la energía nuclear de forma masiva son lafisión nuclear y la fusión nuclear. La energía nuclear puede transformarse de forma descontrolada, dando lugar al armamento nuclear; o controlada en reactores nucleares en los que se produce energía eléctrica, energía mecánica o energía térmica. Tanto los materiales usados como el diseño de las instalaciones son completamente diferentes en cada caso.

Otra técnica, empleada principalmente en pilas de mucha duración para sistemas que requieren poco consumo eléctrico, es la utilización degeneradores termoeléctricos de radioisótopos (GTR, o RTG en inglés), en los que se aprovechan los distintos modos de desintegración para generar electricidad en sistemas de termopares a partir del calor transferido por una fuente radiactiva.

La energía desprendida en esos procesos nucleares suele aparecer en forma de partículas subatómicas en movimiento. Esas partículas, al frenarse en la materia que las rodea, producen energía térmica. Esta energía térmica se transforma en energía mecánica utilizando motores de combustión externa, como las turbinas de vapor. Dicha energía mecánica puede ser empleada en el transporte, como por ejemplo en losbuques nucleares; o para la generación de energía eléctrica en centrales nucleares.

La principal característica de este tipo de energía es la alta calidad de la energía que puede producirse por unidad de masa de material utilizado en comparación con cualquier otro tipo de energía conocida por el ser humano, pero sorprende la poca eficiencia del proceso, ya que se desaprovecha entre un 86% y 92% de la energía que se libera.²

Esta energía es la liberada del resultado de una reacción nuclear, se puede obtener mediante dos tipos de procesos, el primero es por Fusión Nuclear (unión de núcleos atómicos muy livianos) y el segundo es por Fisión Nuclear (división de núcleos atómicos pesados).

En las reacciones nucleares se suele liberar una grandísima cantidad de energía debido en parte a la masa de partículas involucradas en este proceso, se transforma directamente en energía. Lo anterior se suele explicar basándose en la relación Masa-Energía producto de la genialidad del gran físico Albert Einstein.

CARACTERÍSTICAS

Cuando se habla de las caracteristicas de la energia nuclear, probablemente la más importante es la cantidad de energía que puede producirse por unidad de masa de material, la cual es mucho mayor a cualquier otra conocida y empleada por el ser humano. Además de hablar de las caracteristicas de la energia nuclear, es importante también mencionar los reactores nucleares y cómo funcionan. Los reactores nucleares son instalaciones físicas donde se producen, mantienen y controlan las reacciones nucleares en cadena. De ésta manera, en un reactor nuclear se utilizan ciertos combustibles que permiten la obtención de la energía. Algunos reactores, incluso, aprovechan el calor obtenido durante la reacción para luego producir energía eléctrica.

Existen dos tipos de reactores, y si bien no están demasiado relacionados con las caracteristicas de la energia nuclear, si lo están con sus derivados. Estos dos tipos de reactores son los de investigación y los de potencia. Los primeros utilizan los neutrones para producir radioisótopos o realizar diferentes estudios de materiales, mientras que los segundos utilizan el calor generado para la producción de energía eléctrica. Algo digno de mencionar, a la hora de hablar de las caracteristicas de la energia nuclear, es que los primeros usos que se le dio a la misma fue como un arma nuclear. En las décadas del 30’ y del 40’, se utilizó la energía nuclear para crear una bomba atómica.