Aspectos Éticos y Económicos en el uso de la Energía Nuclear

A pesar del mito que en un primer momento sostenía que los átomos producirían electricidad “demasiado barata para ser medida”, la energía nuclear es actualmente la tecnología convencional de generación energética más costosa. En el pasado, debido principalmente a su supuesto papel estratégico, la industria energética nuclear sobrevivió gracias a los masivos subsidios estatales, directos e indirectos. Hoy en día, sin embargo, la desregulación del mercado energético del mundo desarrollado deja al descubierto el verdadero costo de la energía nuclear. En el mundo en vías de desarrollo, ya endeudado sobremanera debido, en parte, a inversiones en infraestructura energética realizadas en el pasado, la energía nuclear resulta muy costosa. En pocas palabras, los números no cierran.


Por otro lado, las inversiones en proyectos de generación de energía nuclear representan un costo de oportunidad al impedir que esos capitales se destinen al sector de tecnologías de eficiencia energética y energía renovable, que minimizan con mayor eficiencia las emisiones de dióxido de carbono.


La industria nuclear presenta problemas desde diferentes puntos de vista:


a . El económico
b . El riesgo de accidentes
c . Los desechos nucleares
d . La proliferación de armas nucleares, las cuestiones de seguridad y transporte
e . La fuerte oposición pública


La conclusión inevitable es que la energía nuclear no representa una solución al cambio climático sino una amenaza mundial en sí misma.




Proliferación de armas nucleares, cuestiones de seguridad y transporte


La relación entre el uso civil de la tecnología nuclear y sus aplicaciones militares tal vez constituya el aspecto más alarmante de la era nuclear. Los primeros reactores nucleares se construyeron en las décadas de 1940 y 1950 con el fin de producir plutonio para abastecer los programas de armas nucleares de los Estados Unidos, la Unión Soviética y el Reino Unido. Sólo más tarde se los adaptó para generar electricidad. Sin embargo, aún hoy en día, los reactores utilizados exclusivamente para generar electricidad también producen plutonio que puede emplearse en la construcción de armas nucleares.

La oposición firme y profundamente arraigada de la opinión pública en la mayoría de los países donde se utiliza la energía nuclear constituye otra barrera significativa para el uso de este tipo de generación energética como respuesta al cambio climático. La industria nuclear misma considera que la oposición dela opinión pública representa una de las principales barreras que frenan la construcción de nuevas plantas. En la Unión Europea (UE), uno de los mercados tradicionalmente más importantes para la energía nuclear, 14 de los 15 Estados Miembro no tienen reactores, se proponen eliminar progresivamente la energía nuclear o no tienen ninguna intención de construir nuevos reactores en el futuro previsible. La industria nuclear fue derrotada en consultas populares llevadas a cabo en Suecia, Italia y Austria. En Alemania, un bastión del sector nuclear, el nuevo Gobierno Verde Socialdemócrata, acordó comenzar a negociar los plazos para la eliminación progresiva de las centrales de energía atómica del país.

Grandes Represas

Parte de la energía que se genera en la Argentina proviene de centrales hidroeléctricas. La hidroelectricidad, proporcionada fundamentalmente por grandes represas no puede considerarse como una fuente exenta de impactos ambientales y sociales.

Existen preocupaciones ambientales y sociales por diferentes proyectos como Corpus (2.280 MW), Garabí (750 MW), Paraná Medio (3.000 MW) y la serie de represas del Aprovechamiento Integral del Río Bermejo (280 MW). Las represas del Bermejo implicarán la inundación de áreas protegidas en la Provincia de Salta, en tanto Paraná Medio es un proyecto resistido por las provincias del litoral (actualmente prohibida por ley en Entre Ríos) y la represa de Corpus ya ha sido rechazada en un plebiscito por la población de la Provincia de Misiones. Todos estos proyectos son altamente conflictivos y de difícil realización.

Los criterios adoptados para la construcción de escenarios sustentables deben considerar el impacto global de la matriz energética, impactos como el cambio climático, el agotamiento y sustitución de recursos energéticos no renovables. Es necesario considerar también los impactos locales y regionales: contaminación, pérdida de biodiversidad, etc. En conjunto, esto significaría restringir el uso de combustibles fósiles, energía nuclear y energía hidráulica generada en megarepresas.

Residuos Nucleares

La industria nuclear considera residuo radiactivo a cualquier material que contiene radionucleidos en concentraciones superiores a las establecidas por las autoridades competentes y para el cual no está previsto ningún uso. 
      Los residuos radiactivos se pueden clasificar de muy diversas maneras en función de sus características, como por ejemplo, su estado físico (es decir si son gases, líquidos o sólidos), el tipo de radiación que emiten (alfa, beta o gamma), el periodo de semidesintegración (vida corta, media o larga), y su actividad específica (baja. media, alta). 
      Es normal verlos clasificados en residuos de baja, media y alta actividad y, aunque en algunos países se gestiona cada tipo por separado, en España se hacen sólo dos categorías: los de baja y media actividad por un lado y los de alta por otro.

 Baja y media:

        Los residuos de media y baja actividad proceden de la minería, del ciclo de combustible y de la irradiación de sustancias en instalaciones nucleares y radiactivas. Son menos peligrosos que los residuos de alta, pero mucho más voluminosos. Un reactor medio viene a generar unos 6.220 m3 a lo largo de su vida. 

       Algunos de ellos se generan en instalaciones de utilidad social, como en instalaciones radiactivas de uso médico (aparatos de rayos X, de radioterapia,...). Sin embargo, estos son una minoría: por ejemplo en EE.UU. los residuos de media y baja actividad procedentes de uso médico son el 2 % del total y contienen el 1 % de la radiactividad.

       Una gran diversidad de materiales pueden llegar a ser residuos de baja y media actividad: desde guantes, ropa, herramientas, etc, que hayan estado en contacto con material altamente radiactivo, hasta materiales procedentes de la clausura de instalaciones nucleares...

       La vida de los residuos de media y baja varía mucho de unos a otros: Va de unas decenas de años hasta cientos de miles de años. Residuos de media actividad y larga vida son los materiales en contacto con el combustible de los reactores. 

    Un ejemplo importante y paradigmático lo constituye el grafito radiactivo de los reactores refrigerados por gas y moderados por grafito, como el de Vandellós I. En el grafito se encuentra presente, sobre todo, el carbono-14, un isótopo radiactivo con un tiempo de semidesintegración de 5.370 años, que convierte en muy problemático su almacenamiento con el resto de los residuos de media y baja.

        Existen en la actualidad 20.074 m3 de residuos de media y baja actividad que se almacenan en las centrales, en El Cabril (Córdoba) y en Juzbado (Salamanca) y habrá que gestionar 203.600 m3 cuando se cancelen las centrales nucleares que ahora funcionan (muchos más si prolongan su vida como pretende la Industria nuclear y el PP).

Alta:

    Los residuos de alta actividad constituyen el 1 % del total, pero contienen el 95% de la radiactividad generada. Son el combustible gastado de las centrales nucleares y las cabezas nucleares procedentes de las bombas y misiles atómicos. Son los más peligrosos y los que poseen vida más larga.

    Emiten radiaciones durante miles y miles de años y tienen una toxicidad muy elevada. En España son generados principalmente en las centrales nucleares (de las que ahora hay 9 en funcionamiento), ya que el combustible de uranio empleado en éstas se convierte, tras su utilización, en residuo radiactivo de alta actividad.

       Entre estos residuos se encuentra el plutonio-239, un isótopo radiactivo creado por el hombre para la fabricación de bombas atómicas (no existía previamente en la naturaleza). De tremenda toxicidad, un sólo gramo de este elemento es capaz de causar cáncer a un millón de personas. Este isótopo emite radiactividad durante cerca de 250.000 años, lo cual supone 25 veces más tiempo que la Historia conocida de la Humanidad.

   Estos enormes períodos de actividad nos obligan a pensar en otras escalas de tiempo y en las muchísimas generaciones, aún por venir, que tendrán que soportar el legado irresponsable de los residuos radiactivos. Esta escala de tiempo es tan alucinante que podemos considerarla una eternidad. Podemos compararlo con otros tiempos: la historia de la cultura de la humanidad no tiene más de 10.000 años, la Montaña de Yucca, en el desierto de Nevada (EE. UU.), donde ya se depositan residuos de alta actividad, era un volcán activo hace 20.000 años, hace 5.000 años el Sahara era un vergel, hace 10.000 años había volcanes activos en el centro de Francia y hace 7.000 años no existía el canal de La Mancha. 

       ¿Quién puede, pues, garantizar que estas peligrosas sustancias estarán confinadas durante todo este tiempo?. ¡Nadie que no sea un alucinado, un pseudoprofeta o un imbécil!. Incluso parece dificil que las generaciones futuras no acaben olvidándose al cabo de unos siglos de su existencia.

Detectan Residuos Nucleares En Uruguay

Videos De Fusión Nuclear

Reactor Nuclear

Reacciones Químicas

Aplicaciones Tecnológicas de las Radiaciones

Las características particulares que presentan las sustancias radiactivas y las radiaciones hacen que se puedan emplear en una gran diversidad de campos y con distintos fines. Como ya vimos los radionucleidos emiten uno o más tipos de radiación, ya sean de naturaleza electromagnética ( X g ) o partícula ( e-,e+, n, a, p). Algunas de estas radiaciones también pueden ser producidas por máquinas como equipos de rayos X, aceleradores de partículas o reactores nucleares. Las radiaciones interactúan con la materia de distintas formas, por ejemplo: fotoeléctrica, efecto Compton y formación de pares, produciendo efectos que pueden utilizarse en varias aplicaciones.

Los radioisótopos son detectables, a través de las radiaciones que se emiten átomo por átomo. La sensibilidad de la detección y la magnitud de su medición dependen del tipo de radiación, de su energía y de su intensidad. Detectar y medir las radiaciones que emite una sustancia radiactiva significa detectar y medir la sustancia misma y eventualmente el sistema en que se halla.

Las radiaciones atraviesan los materiales e interactúan con ellos, hecho que se utiliza para estudiarlos o afectarlos de distintas maneras. El alcance y el modo de interacción dependen también del tipo de radiación, de su energía y de su intensidad, además de las propiedades del material. Pueden utilizarse tanto los efectos que las radiaciones producen en los materiales, como los efectos que los materiales provocan en las radiaciones.

Tomoterapia Helicoidal. El tipo de tratamiento realizado por el TomoTherapy HI ART se conoce como “Tomoterapia Helicoidal”, en la que un haz de radiación helicoidal, rotatorio y continuo reproduce con precisión las distribuciones de dosis planificadas. La radiación puede administrarse desde los 360 grados al mismo tiempo que un sistema de láminas ultrarrápidas abren y cierran el paso a la radiación en cuestión milisegundos, el resultado es la máxima flexibilidad para obtener complejas conformaciones geométricas sin comprometer la cobertura y homogeneidad de la dosis en el volumen objetivo.

Radioterapia guiada por la imagen. El sistema TomoTherapy HI ART incorpora un TAC helicoidal en la unidad de tratamiento. Este sistema hace posible la verificación mediante TAC inmediatamente antes de cada sesión de tratamiento. Este sistema de imagen permite visualizar la morfología 3D del paciente antes de tratarle y precisar con exactitud la localización del objetivo y de los órganos de riesgo, reduciendo riesgos y asegurando la correcta administración del tratamiento.

Radioterapia Adaptativa. La capacidad del sistema de imagen del Tomotherapy HI ART no se limita a verificar la posición del paciente, va más allá mediante la reconstrucción de la dosis a partir de las imágenes diarias y evaluando dosimétricamente a partir de esta información el transcurso del tratamiento. Es decir se proporcionan herramientas adicionales para producir en caso necesario una adaptación del tratamiento.

Ausencia de limitaciones geométricas y versatilidad. Los aceleradores convencionales por su diseño de brazo en C tienen limitaciones provocadas por su propia geometría. TomoTherpy HI-ART al tener una estructura completamente diferente carece de estas limitaciones. No existen prácticamente limitaciones condicionadas por el tamaño de la lesión, el volumen a tratar, número de lesiones o su localización anatómica. TomoTherapy Hi-ART es un sistema especialmente atractivo por su versatilidad, siendo capaz de tratar con eficiencia el mayor rango de volúmenes y localizaciones.

                          Aplicaciones Tecnológicas De La Emisión Electrónica De Los Átomos

en biología y en medicina 

Los diferentes isótopos de un elemento tienen las mismas propiedades químicas. El reemplazo de uno por otro en una molécula no modifica, por consiguiente, la función de la misma. Sin embargo, la radiación emitida permite detectarla, localizarla, seguir su movimiento e, incluso, dosificarla a distancia. El trazado isotópico ha permitido estudiar así, sin perturbarlo, el funcionamiento de todo lo que tiene vida, de la célula al organismo entero. En biología, numerosos adelantos realizados en el transcurso de la segunda mitad del siglo XX están vinculados a la utilización de la radioactividad: funcionamiento del genoma (soporte de la herencia), metabolismo de la célula, fotosíntesis, transmisión de mensajes químicos (hormonas, neurotransmisores) en el organismo. 

Los isótopos radioactivos se utilizan en la medicina nuclear, principalmente en las imágenes médicas, para estudiar el modo de acción de los medicamentos, entender el funcionamiento del cerebro, detectar una anomalía cardiaca, descubrir las metástasis cancerosas. 

Las radiaciones y la radioterapia 

Las radiaciones ionizantes pueden destruir preferentemente las células tumorales y constituyen una terapéutica eficaz contra el cáncer, la radioterapia, que fue una de las primeras aplicaciones del descubrimiento de la radioactividad. 

En Francia, entre el 40 y el 50% de los cánceres se tratan por radioterapia, a menudo asociada a la quimioterapia o la cirugía. La radioactividad permite curar un gran número de personas cada año. 

Las diferentes formas de radioterapia: 

La curioterapia, utiliza pequeñas fuentes radioactivas (hilos de platino - iridio, granos de cesio) colocados cerca del tumor. 

La tele radioterapia, consiste en concentrar en los tumores la radiación emitida por una fuente exterior. 

La inmunorradioterapia, utiliza vectores radio marcados cuyos isótopos reconocen específicamente los tumores a los que se fijan para destruirlos. 

Reactor Natural

El reactor nuclear natural se formó cuando un depósito mineral rico en uranio, se inundó con aguas subterráneas que actuó como moderador de neutrones, y una reacción nuclear en cadena tuvo lugar. El calor generado por la fisión nuclear causado a hervir el agua subterránea de distancia, lo que disminuye o se detiene la reacción. Después de refrigeración del depósito de minerales, los venenos de fisión de corta duración del producto decayó, el agua volvió y la reacción de iniciarse de nuevo. Estas reacciones de fisión se mantuvieron a cientos de miles de años, hasta que una reacción en cadena ya no podían ser admitidos.

Las concentraciones de isótopos de xenón, que se encuentra atrapado en formaciones mineLa fisión del uranio normalmente produce cinco isótopos conocidos del xenón de gases de fisión-producto, los cinco se han encontrado atrapadas en los restos del reactor naturales, en concentraciones variablesrales 2000000000 años más tarde, permiten calcular los intervalos de tiempo específicos de operación del reactor: aproximadamente 30 minutos de la criticidad seguido de 2 horas y 30 minutos de enfriamiento para completar una de 3 horas ciclo.

Un factor clave que hizo posible la reacción fue que, en el momento en el reactor fue crítico, el isótopo fisionable 235U compuesto por cerca de 3% del uranio natural, que es comparable a la cantidad utilizada en algunos de los reactores de hoy. (El 97% restante se 238U no fisionable.) Debido U235 tiene una vida media más corta que 238U, y por lo tanto se desintegra con mayor rapidez, la abundancia actual de 235U en el uranio natural es de aproximadamente 0,7%. Un reactor nuclear natural ya no es posible en la Tierra sin agua pesada.

Se estima que las reacciones nucleares en el uranio en las venas de un centímetro a un metro de tamaño consumió cerca de cinco toneladas de 235U y temperaturas elevadas para unos pocos cientos de grados centígrados.Cabe destacar que la mayoría de los productos de fisión no volátil y actínidos sólo han movido centímetros en las venas durante los últimos 2 millones de años.Esto ofrece un estudio de caso de cómo isótopos radiactivos migran a través de la corteza de la Tierra un área significativa de la controversia como opositores geológico nucleares miedo a la eliminación de residuos que libera de los residuos almacenados pueden acabar en los suministros de agua o llevar en el medio ambiente.

Otro factor que contribuyó probablemente al inicio de la Oklo, reactor nuclear natural de 2 millones de años, en lugar de antes, era el contenido de oxígeno aumenta en la atmósfera de la Tierra.El uranio está presente naturalmente en las rocas de la tierra, y la abundancia fisionable 235U de por lo menos el 3% o superior en todo momento antes de la puesta en marcha del reactor. Sin embargo, el uranio es soluble en agua en presencia de oxígeno.uranio Por lo tanto, el aumento de los niveles de oxígeno durante el envejecimiento de la tierra puede haber permitido que se disuelve y se transporta con el agua subterránea a lugares donde una concentración lo suficientemente alta podría acumular para formar ricos yacimientos de uranio. Sin el nuevo ambiente aeróbico disponibles en la tierra a la vez, estas concentraciones probablemente no podría haber tenido lugar.

Allí había una capa de uranio en una montaña y empezaron a excavar pero en 1972 lo que encontraron fue otra cosa. Resulta que la concentración típica de uranio 235 es del 0.720%, aquí en cambio encontraron que había un 0.717% y hasta bajísimos 0.440%, algo muy raro ¿a donde había ido a parar el uranio faltante? No sólo pasaba con el uranio, también con el neodimio y el rutenio, a todos les faltaban isótopos en las cantidades normales. 

Reactores Nucleares

El primer reactor construido en el mundo fue operado en 1942, en dependencias de la Universidad de Chicago (USA), bajo la atenta dirección del famoso investigador Enrico Fermi. De ahí el nombre de "Pila de Fermi", como posteriormente se denominó a este reactor. Su estructura y composición eran básicas si se le compara con los reactores actuales existentes en el mundo, basando su confinamiento y seguridad en sólidas paredes de ladrillos de grafito.

Tipos de Reactores Nucleares:

Existen dos tipos de reactores:

- Los Reactores de Investigación.

Utilizan los neutrones generados en la fisión para producir radioisótopos o bien para realizar diversos estudios en materiales.

- Los Reactores de Potencia.

Estos reactores utilizan el calor generado en la fisión para producir energía eléctrica, desalinización de agua de mar, calefacción,o bien para sistemas de propulsión.

Existen otros criterios para clasificar diversos tipos de reactores:

- Según la velocidad de los neutrones que emergen de las reacciones de fisión. Se habla de reactores rápidos o bien reactores térmicos.

- Según el combustible utilizado. Hay reactores de Uranio natural (la proporción de Uranio utilizado en el combustible es muy cercana a la que posee en la naturaleza), de Uranio enriquecido (se aumenta la proporción de Uranio en el combustible).

- Según el moderador utilizado. Se puede utilizar como moderador el agua ligera, el agua pesada o el grafito.

- Según el refrigerante utilizado. Se utiliza como refrigerante el agua (ligera o pesada), un gas (anhídrido carbónico, aire), vapor de agua, sales u otros líquidos. Estos materiales pueden actuar en cierto tipo de reactores como refrigerante y moderador a la vez.

Hay dos tipos de reactores de potencia de mayor uso en el mundo: el Reactor de Agua en Ebullición y el Reactor de Agua a Presión:

Reactor de Agua en Ebullición (BWR)

Ha sido desarrollado principalmente en Estados Unidos, Suecia y Alemania.

Utiliza agua natural purificada como moderador y refrigerante. Como combustible dispone de Uranio-238 enriquecido con Uranio-235, el cual como se sabe, facilita la generación de fisiones nucleares.

Seguridad en los Reactores Nucleares

Sistemas de Control.

Básicamente está constituido por las barras de control y por diversa instrumentación de monitoreo.

Las barras de control son accionadas por una serie de sistemas mecánicos, eléctricos u electrónicos, de tal manera de asegurar con rapidez la extinción de las reacciones nucleares.

La instrumentación de monitoreo se ubica en el interior o en el exterior del núcleo del reactor y su finalidad es mantener constante vigilancia de aquellos parámetros necesarios para la seguridad: presión, temperatura, nivel de radiación, etc..

Sistemas de Contención.

Constituido por una serie de barreras múltiples que impiden el escape de la radiación y de los productos radiactivos.

La primera barrera, en cierto tipo de reactores, es un material cerámico que recubre el Uranio utilizado como elemento combustible.

La segunda barrera es la estructura que contiene al Uranio, es decir, se trata de las barras de combustible.

La tercera barrera es la vasija que contiene el núcleo del reactor. En los reactores de potencia se denomina vasija de presión y se construye de un acero especial con un revestimiento interior de acero inoxidable.

La cuarta barrera lo constituye el edificio que alberga al reactor en su conjunto. Se conoce con el nombre de "Edificio de Contención" y se construye de hormigón armado de, a lo menos, 90 cm de espesor. Se utiliza para prevenir posibles escapes de productos radiactivos al exterior, resistir fuertes impactos internos o externos, soportar grandes variaciones de presión y mantener una ligera depresión en su interior que asegure una entrada constante de aire desde el exterior, de tal forma de evitar cualquier escape de material activado.

Reactores Nucleares

Un reactor nuclear es un dispositivo en donde se produce una reacción nuclear controlada. Se puede utilizar para la obtención de energía en las denominadas centrales nucleares, la producción de materiales fisionables, como el plutonio, para ser usados en armamento nuclear, la propulsión de buques o de satélites artificiales o la investigación. Una central nuclear puede tener varios reactores. Actualmente solo producen energía de forma comercial los reactores nucleares de fisión, aunque existen reactores nucleares de fusión experimentales.

La potencia de un reactor de fisión puede variar desde unos pocos kW térmicos a unos 4500 MW térmicos (1500 MW "eléctricos"). Deben ser instalados en zonas cercanas al agua, como cualquier central térmica, para refrigerar el circuito, y se emplazan en zonas sísmicamente estables para evitar accidentes. Poseen grandes medidas de seguridad. No emiten gases que dañen la atmósfera pero producen residuos radiactivos que duran decenas de miles de años, y que deben ser almacenados para su posterior uso en reactores avanzados y así reducir su tiempo de vida a unos cuantos cientos de años.

                                              Reacción Espontánea




La termodinámica es una rama fundamental de la Química, que se centra en el estudio macroscópico de la naturaleza en equilibrio, sin embargo resulta en la mayoría de los casos muy poco popular entre los estudiantes. Esto puede ser debido a que el estudio termodinámico de un proceso quimicofísico se suele abordar mediante un planteamiento matemático muy riguroso, donde la derivación de todas las ecuaciones tiene un peso importante con lo que el estudiante pierde la visión macroscópica del fenómeno estudiado. La idea de esta página y de su contenido es acercar al estudiante a los procesos en sí, y mediante ejemplos sencillos facilitarle el aprendizaje de la materia. No se ha tratado de escribir unos apuntes que sustituyan a los muchos y buenos textos de Termodinámica Química existentes, sino de complementarlos, y hacerlo de forma esquemática. Ciertamente, se requerirán unos conocimientos matemáticos básicos, pero la termodinámica es una ciencia macroscópica y nosotros, no hay que olvidarlo, hablaremos de propiedades medibles


La termodinámica fija su atención en los intercambios de energía en forma de calor que se llevan a cabo entre un sistema y otro :

Si tenemos dos cuerpos llamados A y B ,con diferentes temperaturas uno de otro , y los ponemos en contacto ,en un tiempo determinado T ,estos alcanzaran las mismas temperaturas , es decir,tendrán ambos las mismas temperaturas

Si luego un tercer cuerpo , que llamaremos C se pone en contacto con A y B ,también alcanzara la misma temperatura y , por lo tanto , A,B y C tendrán las mismas temperaturas mientras entren en contacto 

TEMPERATURA MIENTRAS ENTRA EN CONTACTO

1º Ley De La Termodinámica

La energía no se crea ni se destruye , si no que, durante un proceso solo se transforma en sus diversas manifestaciones´ Se refiere al concepto de energía interna, trabajo y calor. Si sobre un sistema con una determinada energía interna, se realiza un trabajo mediante un proceso, la energía del sistema variara.

2º Ley de la Termodinámica

No existe un proceso cuyo único resultado sea la absorción de calor de la fuente y la conversión integra de ente calor entra bajo Clausius, ingeniero francés, también formulo un principio para la segunda ley: ´No es posible proceso alguno cuyo único resultado sea la transferencia de calor desde un cuerpo frio a otro mas caliente

Tipos de Reacciones

                                                           Fisión y Fusión
                                 
                                    Fisión


La fisión nuclear es una reacción en la cual al hacer incidir neutrones sobre un núcleo pesado, éste se divide en dos núcleos, liberando una gran cantidad de energía y emitiendo dos o tres neutrones.

El proceso de fisión es posible por la inestabilidad que tienen los núcleos de algunos isótopos de elementos químicos de alto número atómico, como por ejemplo el uranio 235, debido a la relación existente entre el número de partículas de carga eléctrica positiva (protones) y el número de partículas nucleares de dichos núcleos (protones y neutrones).

La primera reacción de fisión en cadena sostenida la consiguió Enrico Fermi en 1942, en la Universidad de Chicago. En una pequeña fracción de segundo, el número de núcleos que se han fisionado libera una energía un millón de veces mayor que la obtenida al quemar un bloque de carbón o explotar un bloque de dinamita de la misma masa.

En este principio de fisión están basados los 436 reactores nucleares que funcionan en todo el mundo y que producen el 17% de la electricidad que se consume mundialmente.

Fusión

La fusión nuclear es la reacción en la que dos núcleos muy ligeros, en general el hidrógeno y sus isótopos, se unen para formar un núcleo más pesado y estable, con gran desprendimiento de energía. La energía producida por el Sol tiene este origen.

Para que se produzca la fusión, es necesario que los núcleos cargados positivamente se aproximen venciendo las fuerzas electrostáticas de repulsión. En la Tierra, donde no se puede alcanzar la gran presión que existe en el interior del Sol, la energía necesaria para que los núcleos que reaccionan venzan las interacciones se puede suministrar en forma de energía térmica o utilizando un acelerador de partículas

La solución más viable es la fusión térmica. Estas reacciones de fusión térmica, llamadas reacciones termonucleares, se producen en los reactores de fusión y fundamentalmente con los isótopos de hidrógeno.

La tecnología de fusión se está desarrollando en dos líneas principales:

Fusión por confinamiento magnético: Las partículas eléctricamente cargadas del plasma son atrapadas en un espacio limitado por un campo magnético al describir trayectorias helicoidales determinadas por las líneas de fuerza de dicho campo. El dispositivo más desarrollado tiene forma toroidal y se denomina Tokamak (siendo esta la tecnología utilizada en el proyecto ITER).

Fusión por confinamiento inercial: Consiste en crear un medio tan denso que las partículas no tengan prácticamente ninguna posibilidad de escapar sin chocar entre sí. Súbitamente impactada por poderosos haces luminosos creados por láser, una pequeña esfera de un compuesto sólido de deuterio y tritio implosiona bajo los efectos de la onda de choque. De esta forma, se hace cientos de veces más densa que en su estado sólido normal y explosiona bajo los efectos de la reacción de fusión.

Reacciones Nucleares

Reacciones Nucleares

                                   Tipos de Reacciones Nucleares


Fisión Nuclear y Fusión Nuclear:

La energía nuclear tuvo en sus orígenes un uso exclusivamente militar. No obstante, el uso civil de esta energía se ha demostrado útil para generar electricidad con altos índices de rendimiento.

Reacciones Nucleares:

En sentido genérico, se llama reacción nuclear a todo proceso en el que se produce una transformación de un núcleo atómico para producir otro núcleo de diferente naturaleza. El esquema general de una reacción nuclear es el siguiente:

siendo X el núcleo atómico inicial, Y el núcleo final, a un tipo de partícula con la que se bombardea el núcleo X, y b la partícula o partículas que resultan de la reacción. El término Q es el balance de energía que se produce a consecuencia de la reacción.

El valor del balance energético de una reacción nuclear puede ser positivo, en cuyo caso la reacción se denomina exoenergética, o negativo, cuando se consume más energía que la que se libera, en reacciones denominadas endoenergéticas.

En la primera reacción nuclear inducida por medios artificiales (llevada a cabo en 1932), se bombardearon átomos de litio de número másico 7 con protones muy energéticos, para producir partículas alfa (núcleos de helio 4).

En la fisión nuclear por bombardeo de neutrones pueden producirse reacciones en cadena, como la que ilustra gráficamente la imagen.

Definición

Fisión nuclear: aquella en la que un átomo relativamente pesado se descompone en otros más ligeros en una reacción que suele acompañarse de la emisión de partículas radiactivas y de producción de grandes cantidades de energía. Esta reacción es común en la fabricación de bombas nucleares y es la que se induce en las centrales nucleares actuales para la obtención de energía eléctrica. Puede provocar problemas ambientales derivados de la necesidad de transportar y almacenar los residuos radiactivos peligrosos que produce y conlleva a estrictos controles de seguridad.

Fusión nuclear: aquella en la que se unen dos núcleos ligeros para formar otro más pesado. Este tipo de reacción es la que tiene lugar en el interior de las estrellas (en las llamadas reacciones termonucleares) y les proporciona su brillo y su producción energética. En la escala terrestre, los experimentos realizados sobre fusión nuclear se enfrentan a un problema de primer orden: la dificultad de controlar las enormes cantidades de energía que se manejan en el proceso. No obstante, se considera que es la fuente de energía del futuro, por cuanto no produce residuos radiactivos peligrosos y podría obtenerse de combustibles tan económicos como el deuterio (hidrógeno 2) del agua del mar.