Energía nuclear: fisión, funcionamiento del reactor, riesgos y residuos

Fisión nuclear

Fisión nuclear: Se bombardea un neutrón contra un núcleo de uranio radiactivo; este núcleo se divide (fisiona). Con las partículas resultantes se forman dos núcleos. Si se sumaran las masas de ambos núcleos se observa que se pierde una pequeña cantidad de masa que se convierte en energía térmica y en radiación alfa, beta y gamma. Cuando el núcleo se fragmenta se liberan normalmente tres neutrones; cada uno de ellos puede impactar nuevos núcleos de uranio, que al fisionar liberarán a su vez tres neutrones o más. Esto se conoce como reacción en cadena.

Funcionamiento del reactor nuclear (RN)

En un reactor se distinguen varias zonas que intervienen en el proceso. A continuación se describen de forma general las funciones de cada una:

Zona A — núcleo

La zona A es donde se lleva a cabo la fisión; como resultado se genera una gran cantidad de calor. El uranio se coloca en pastillas de aproximadamente 11 g. La energía liberada por esos 11 g puede, en términos relativos, abastecer el consumo energético de una persona durante un año. Las pastillas se apilan y son sometidas a la acción de neutrones (bombardeo).

Zona B — alimentación del bombardeo

Desde la zona B se realizan las operaciones de control y bombardeo que inciden sobre la zona A.

Zona C — intercambio térmico

El calor generado en la zona A debe transferirse a la zona C. Un líquido refrigerante, denominado agua pesada (según el texto original, descrita como radiactiva), entra por la parte inferior de la zona A, absorbe el calor, se evapora y asciende hasta la zona C. Allí se encuentra una serpentina metálica que se calienta por fuera. Al entregar su calor, el vapor se condensa, vuelve a líquido y retorna a la zona A para repetir el ciclo.

Funcionamiento de la turbina y el generador

Por dentro de la serpentina circula agua de río. Cuando la serpentina se calienta, se produce vapor que asciende y se envía a presión a una salida donde impacta una paleta. Esa paleta mueve otras paletas, formando parte de una turbina con múltiples álabes; cuando una paleta se mueve, arrastra a las demás, produciendo un movimiento rotatorio continuo. Ese movimiento calienta un eje de hierro que actúa como imán rodeado por un devanado de cobre. El campo magnético induce que los electrones en los átomos de cobre se muevan, generando así corriente eléctrica.

Emisores radiactivos

Emisores radiactivos: La exposición de las personas a radiación puede provocar diversos síntomas, desde mareos hasta consecuencias fatales o alteraciones genéticas que pueden afectar a generaciones. La radiación afecta la salud humana y el medio ambiente. En comparación, las emisiones de monóxido de carbono y dióxido de carbono de centrales térmicas no suelen producir de forma directa el mismo tipo de mortalidad masiva que puede provocar un fallo grave en un reactor nuclear.

Accidentes nucleares

El desarrollo de la energía nuclear ha sido considerable: en 1950 había solo dos reactores nucleares; hoy existen más de 400. Un problema típico ocurre cuando se produce un fallo en el sistema de refrigeración: si se interrumpe el flujo del refrigerante (por ejemplo, del agua pesada), el calor puede acumularse en el núcleo del reactor y provocar una explosión, como ocurrió en Chernóbil. Aunque las probabilidades de un desperfecto son bajas, sus consecuencias pueden ser muy graves.

Desechos radiactivos

Desechos radiactivos: Son subproductos de la fisión nuclear, radiactivos y con semividas largas, por lo que resultan peligrosos. La acumulación de residuos radiactivos es un problema: aún no existen métodos universalmente aceptados y completamente seguros para su almacenamiento a muy largo plazo.

Tabla de sustancias y funciones

La siguiente tabla reúne conceptos sobre sustancias, composición química, ejemplos alimentarios y función biológica mencionados en el texto original:

Nota: Se han corregido errores ortográficos, gramaticales y de formato para facilitar la lectura, manteniendo el contenido y los conceptos originales.