ENERGIA NUCLEARINTEGRANTES:Ignacio AguilarIgnacio FunollManuel Tudino Manuel mazzola

introducciónLa energía nuclear se genera mediante la fisión de átomos de uranio. El calor de este proceso de fisión se emplea para impulsar una turbina que genera electricidad. El reactor nuclear y el equipo de generación eléctrica son sólo parte de un conjunto de actividades interrelacionadas. La producción de un suministro fiable de electricidad a partir de la fisión nuclear exige extraer, procesar y transportar el uranio; enriquecerlo y empaquetarlo en la forma adecuada; construir y conservar el reactor y el equipo generador, y procesar y retirar el combustible gastado. Estas actividades requieren unos procesos industriales muy complejos e interactivos y conocimientos especializados.

Centrales nucleares Las centrales nucleares utilizan la energía liberada en los procesos de fisión nuclear para producir electricidad. En España hay seis centrales nucleares en funcionamiento: Almaraz, Ascó, Cofrentes, Santa María de Garoña, Trillo y Vandellòs II. En la fotografía se muestra esta última, que se encuentra en la provincia de Tarragona.

Energía nuclear de fusión 

ventajas

• Se puede sintetizar  una mayor producción de energía por toneladas de combustible respecto al carbón o al gas natural y en una reacción sin emisiones una vez alcanza la estabilidad, la fusión nuclear, siempre y cuando éste llegue a construirse y operar en condiciones comerciales algún día.

•  según el proyecto original, el tiempo estimado entre el inicio de la construcción y la puesta en marcha es de 96 meses- es preciso transportar los combustibles de un modo regular, en itinerarios de entrada y salida de las instalaciones.

• No obstante, para que la reacción no se detenga, periódicamente deberá añadirse combustible al sistema. La energía requerida para iniciar la reacción no es nada insignificante, y equivale a la producida por una central térmica de 500 MW más otros 100 MW para refrigerar los super-magnetos

• Como combustible para la fisión nuclear se usan barras de uranio.

• Se pueden obtener grandes cantidades de energía con una pequeña cantidad de uranio, es decir, la energía nuclear es barata.

• No produce humo ni dióxido de carbono, ni favorece el efecto invernadero; en consecuencia, resulta útil como sustituto de los combustibles fósiles.

desventajas• Es todavía una tecnología en fase de investigación para su

uso potencial en la generación de electricidad. International Thermonuclear Experimental Reactor. Los Estados Unidos de América abandonaron el proyecto.

• Presenta numerosos problemas que afectan todas las etapas de la vida operativa del reactor.

• El principal problema es alcanzar el estado llamado de "ignición", en el cual el calor producido por el plasma en la cámara mantiene la reacción de fusión, sin necesidad de aporte de energía exterior adicional

• La energía nuclear no es renovable. A fin de cuentas, los recursos de uranio son finitos, y cuando se terminen las reservas no se podrá usar más este tipo de energía. Pero, de momento, estas reservas son grandes.

• Las centrales nucleares actuales son muy fiables, pero se deben destinar importantes cantidades de dinero para garantizar su seguridad. Y si, por cualquier motivo, sucediese algo, el accidente nuclear sería un desastre inconmensurable.

• El principal problema de las centrales nucleares lo constituyen los residuos radiactivos. No generan gran cantidad de basura o residuos. Hay desarrolladas técnicas que permiten recuperar más energía del uranio utilizado, con lo que cada vez se genera menos basura nuclear. Pero ese poquito que generan es extraordinariamente peligroso dado que para que se reduzca la radiactividad que emite la basura radiactiva hacen falta años y más años, aun no saben qué hacer con ella. En los últimos años se ha reactivado el debate sobre la energía nuclear. Pero siendo como es la energía que puede sustituir a los combustibles fósiles de manera masiva y barata, se oyen cada vez más fuertes, procedentes de los más diversos ámbitos, las voces que claman por impulsar nuevamente la energía nuclear

Cambio de combustible nuclear• Cambio de combustible

nuclear• El agujero situado en el 

extremo más alejado de la cavidad azul es el núcleo de un reactor atómico. El tubo largo del centro del núcleo es el conjunto de combustible, que consiste en un haz de tubos metálicos llenos de uranio. Esta fotografía se tomó mientras se retiraba el conjunto.

GENERACION DE ELECTRICIDADGENERACION DE ELECTRICIDAD

Probablemente, la aplicación práctica más conocida de la energía nuclear es la generación de energía eléctrica para su uso civil, en particular mediante la fisión de uranio enriquecido. Para ello se utilizan reactores en los que se hace fisionar o fusionar un combustible. El funcionamiento básico de este tipo de instalaciones industriales es similar a cualquier otra central térmica, sin embargo poseen características especiales con respecto a las que usan combustibles fósiles. Se necesitan medidas de seguridad y control mucho más estrictas. En el caso de los reactores de cuarta generación estas medidas podrían ser menores, mientras que en la fusión se espera que no sean necesarias.La cantidad de combustible necesario anualmente en estas instalaciones es varios órdenes de magnitud inferior al que precisan las térmicas convencionales. Las emisiones directas de No y No en la generación de electricidad, principales gases de efecto invernadero de origen antrópico, son nulas; aunque indirectamente, en procesos secundarios como la obtención de mineral y construcción de instalaciones, sí se producen emisiones.[ Además producen grandes cantidades de vapor de agua, gas de efecto invernadero, aunque no es nocivo para la salud

Bomba atómicaExisten dos formas básicas de utilizar la energía nuclear desprendida por reacciones en cadena descontroladas de forma explosiva: la fisión y la fusión.Bomba de fisiónMétodos utilizados para crear una masa crítica del elemento físil empleado en la bomba de fisión.El 16 de julio de 1945 se produjo la primera explosión de una bomba de fisión creada por el ser humano: La Prueba Trinity.Existen dos tipos básicos de bombas de fisión: utilizando uranio altamente enriquecido (enriquecimiento superior al 90% en 235U) o utilizando plutonio. Ambos tipos se fundamentan en una reacción de fisión en cadena descontrolada y solo se han empleado en un ataque real en Hiroshima y Nagasaki, al final de la Segunda Guerra Mundial.Para que este tipo de bombas funcionen es necesario utilizar una cantidad del elemento utilizado superior a la Masa crítica. Suponiendo una riqueza en el elemento del 100%, eso suponen 52 kg de 235U o 10 kg de 239Pu. Para su funcionamiento se crean 2 o más partes suscriticas que se unen mediante un explosivo químico convencional de forma que se supere la masa crítica.Los dos problemas básicos que se debieron resolver para crear este tipo de bombas fueron:Generar suficiente cantidad del elemento físil a utilizar, ya sea uranio enriquecido o plutonio puro. Alcanzar un diseño en el que el material utilizado en la bomba no sea destruido por la primera explosión antes de alcanzar la criticidad. El rango de potencia de estas bombas se sitúa entre aproximadamente el equivalente a una tonelada de TNT hasta los 500.000 kilotones

PELIGROS DE LA ENERGIA NUCLEAR

 •     Actualmente, la industria nuclear de fisión, presenta varios peligros, que por ahora no tienen una 

rápida solución. Estos peligros, podrían llegar a tener una gran repercusión en el medio ambiente y en los seres vivos si son liberados a la atmósfera, o vertidos sobre el medio ambiente, llegando incluso a producir la muerte, y condenar a las generaciones venideras con mutaciones... Por ello, a las centrales nucleares se les exige unas grandes medidas de seguridad, que puedan evitar estos incidentes, aunque a veces, pueden llegar a ser insuficientes (Chernóbil), debido a que se intenta ahorrar dinero en la construcción, y solo se pone una seguridad mínima. 

•     Los peligros más importantes, son entre otros, la radiación y el constante riesgo de una posible explosión nuclear, aunque este último es muy improbable con los actuales sistemas de seguridad de las centrales nucleares. Nos centraremos principalmente en la radiación, por ser el más representativo, debido a que las explosiones son muy improbables. 

•     La radiactividad, es la propiedad en virtud de la cual algunos elementos que se encuentran en la naturaleza, como el Uranio, se transforman, por emisión de partículas alfa (núcleos de Helio), beta (electrones), gamma (fotones), en otros elementos nuevos, que pueden ser o no, a su vez, radiactivos. La radiactividad es por tanto, un fenómeno natural al que el hombre ha estado siempre expuesto, aunque también están las radiaciones artificiales. 

VENTAJAS DE LA ENERGÍA NUCLEAR VENTAJAS DE LA ENERGÍA NUCLEAR

•  La energía nuclear, genera un tercio de la energía eléctrica que se produce en la Unión Europea, evitando así, la emisión de 700 millones de toneladas de CO2 por año a la atmósfera. Esta cifra equivale a que todos los coches que circulan por Europa, unos 200 millones, se retiren de las calles. A escala mundial, en 1.996, se evitó la emisión de 2,33 billones de toneladas de CO2 a la atmósfera, gracias a la energía nuclear. Por otra parte, también se evitan otras emisiones de elementos contaminantes que se generan en el uso de combustibles fósiles. Tomemos como ejemplo, la central nuclear española Santa María de Garoña, que  ha evitado que se descargue a la atmósfera 90 millones de toneladas de CO2, 312.000 toneladas de NOx, 650.000 toneladas de SO2, así como 170.000 toneladas de cenizas, que contienen a su vez más de 5.200 toneladas de arsénico, cadmio, mercurio y plomo. 

•     Los vertidos de las centrales nucleares al exterior, se pueden clasificar como mínimos, y proceden, en forma gaseosa  de la chimenea de la central, pero se expulsan grandes cantidades de aire, y poca de radiactividad; y en forma líquida, a través del canal de descarga. Por su bajo poder contaminante, las centrales nucleares, frenan la lluvia ácida, y la acumulación de residuos tóxicos en el medio ambiente. Como dato: una central nuclear no puede verter a la atmósfera más de 3 curios/año, según la normativa vigente         (1 CURIO = 37.000 millones de desintegraciones por segundo = radiactividad de 1 gramo de Radio). 

•     Además, se reducen el consumo de las reservas de combustibles fósiles, generando con muy poca cantidad de combustible (Uranio) muchísima mayor energía, evitando así gastos en transportes, residuos, etc. 

Armas nucleares • Un arma es todo instrumento, medio o máquina que se 

destina a atacar o a defenderse. Según tal definición, existen dos categorías de armas nucleares:

• Aquellas que utilizan la energía nuclear de forma directa para el ataque o la defensa, es decir, los explosivos que usan la fisión o la fusión. 

• Aquellas que utilizan la energía nuclear para su propulsión, pudiendo a su vez utilizar o no munición que utilice la energía nuclear para su detonación. En esta categoría se pueden citar los buques de guerra de propulsión nuclear (cruceros, portaaviones, submarinos, bombarderos, etc.). 

Tratamiento de residuos nucleares

• Vitrificación de los residuos nucleares tras su reprocesado.• En general, cualquier aplicación industrial genera residuos. Todas las formas de 

generación de energía nuclear también los generan. Tanto los reactores nucleares de fisión o fusión (cuando entren en funcionamiento) como los GTR generan residuos convencionales (basura, proveniente por ejemplo de los restos de comida de los trabajadores) que es trasladada a vertederos o instalaciones de reciclaje, residuos tóxicos convencionales (pilas, líquido refrigerante de los transformadores, etc.) y residuos radiactivos. El tratamiento de todos ellos, con excepción hecha de los residuos radiactivos, es idéntico al que se da a los residuos del mismo tipo generado en otros lugares (instalaciones industriales, ciudades,...).

• Es diferente el tratamiento que se emplea en los residuos radiactivos. Para ellos se desarrolló una regulación específica, gestionándose de formas diferentes en función del tipo de radiactividad que emiten y del semiperiodo que poseen. Esta regulación engloba todos los residuos radiactivos, ya procedan de instalaciones de generación de electricidad, de instalaciones industriales o de centros médicos.

Ciclo del combustible nuclearCiclo del combustible nuclear

Elementos De Un Reactor Nuclear 

• 1. Núcleo 2. Barras de control 3. Generador de vapor• 4. Presionado 5. Vasija 6. Turbina • 7. Alternador 8. Condensador 9. Agua de refrigeración • 10. Agua de refrigeración 11. Contención de hormigón

Almacenamiento de los residuos radiactivos

• Con los adelantos tecnológicos y la experiencia en el uso de las centrales nucleares, la seguridad es cada vez mayor, pero un problema de muy difícil solución permanece: el almacenamiento a largo plazo de los residuos radiactivos que se generan en las centrales, bien sea en el funcionamiento habitual o en el desmantelamiento, cuando la central ya ha cumplido su ciclo de vida y debe ser cerrada. 

Conclusión sobre el tema• La energía nuclear puede ser útil 

para la generación de energía eléctrica para su uso civil, en particular mediante la fisión de uranio enriquecido. 

• Pero  también tiene sus desventajas:

      No tienen manera de eliminar los residuos entonces los arrojan el los ríos, arroyos, etc. 

      La radiación también puede afectar a las personas y a los animales.