Tema 8: Recursos energéticos

Descargar en .zip

TEMA 8. LOS RECURSOS ENERGÉTICOS

3.4. ENERGÍA NUCLEAR

Se obtiene de los elementos radiactivos que liberan energía a partir de las reacciones de fisión o de fusión.

3.4.1. ENERGÍA DE FISIÓN

En las reacciones de fisión, al bombardear con neutrones un núcleo pesado (U235), este se descomponen dos y se libera gran cantidad de energía (200 MeV) y dos o tres neutrones.
Los neutrones pueden ocasionar más fisiones al interaccionar con nuevos núcleos que, a su vez, liberan nuevos neutrones, y así sucesivamente, produciendo una reacción en cadena, que es el fundamento de la bomba atómica. Sin embargo, en los reactores nucleares esta reacción se realiza de forma controlada permitiendo obtener energía de fisión en cantidades elevadas.

Centrales nucleares

Para controlar la velocidad de las reacciones se utilizan sustancias llamadas moderadores que absorben los neutrones que se liberan en le proceso. Los moderadores están formados por grafitos o agua pesada, es decir, agua que contiene en su molécula átomos de un isótopo de hidrógeno (deuterio). Con la presencia de los moderadores se puede controlar la velocidad de la reacción; aprovechando la energía liberada y reduciendo riesgos de accidente.

Como combustible, se utiliza normalmente el uranio que se obtiene de ciertos minerales como la pechblenda o bien plutonio, un elemento que se obtiene artificialmente. El uranio se enriquece y se presenta en forma de pastillas cilíndricas de 1 cm de diámetro y 1 cm de altura que se cargan en tubo metálicos (de zircaloy) para impedir la fuga de material radiactivo y se colocan en el núcleo del reactor. El núcleo se encuentra dentro de un recipiente y, a su vez, dentro del moderador. Todo está dentro del reactor, un edificio provisto de grandes muros de hormigón.
El calor que se obtiene de la fisión se utiliza para calentar agua produciendo vapor el cual mueve las turbinas que están conectadas a alternadores que producen la energía eléctrica. Posteriormente, el vapor se enfría utilizando agua del exterior.

Inconvenientes

Riesgo de accidentes nucleares y problemas de seguridad

Generación de residuos radiactivos que son activos durante mucho tiempo. El periodo de semidesintegración de un elemento radiactivo es el tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de una cantidad determinada de ese elemento. El periodo de semidesintegración del uranio 238 es de 4,5x108 años.

Emisión deradiaciones altamente peligrosas o perjudiciales para los seres vivos, como: radiaciones a: no pueden atravesar una hoja de papel. Son peligrosos si se ingieren o respiran; radiaciones b: para detenerlos es suficiente una delgada capa de metal; rayos x: para absorberlos se utiliza aislante de plomo; radiaciones g: son similares a los rayos x pero con mayor poder de penetración para detenerlas reutiliza una gruesa pared de plomo, hormigón o acero; y los neutrones que necesitan gruesos muros de hormigón.

3.4.2. ENERGÍA DE FUSIÓN

Dos núcleos ligeros se unen para formar uno más pesado y estable, liberando gran cantidad de energía. Para lograr la fusión es necesario que los núcleos venzan las fuerzas de repulsión por lo que hay que aplicar energía térmica (reacciones termonucleares). Las reacciones se producen en reactores de fusión.
Ventajas. Es una energía muy barata, ya que los isótopos de H (deuterio y tritio) utilizados como combustible son muy abundante en el agua marina; es renovable y además, no genera residuos radiactivos.
Inconvenientes. Aún no se han conseguido controlar las altísimas temperaturas (100 millones ºC) necesarias para el proceso. Se ha utilizado confines bélicos (bomba de hidrógeno).

En Francia se está construyendo el primer reactor termonuclear experimental (Proyecto ITER)