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Fisión Nuclear

La fisión nuclear es la forma de energía actual con un mayor rendimiento energético, al proporcionar una gran energía a partir de ínfimas cantidades de combustible…

El combustible nuclear es 40 veces más rentables energéticamente que el petróleo…

El combustible nuclear es 40 veces más rentables energéticamente que el petróleo…

Fuentes de Energía

De la energía mundial actual el 38% proviene del petróleo; 22% es del gas natural equivalente a 46 millones de barriles; 26% de la energía proviene del carbón; 7% de la energía nuclear; y el otro 7% proviene de la energía hidráulica, solar, eólica, entre otras (CIEPAC, octubre del 2002). El inconveniente de esta fuente es que es un recurso limitado, se estima que al ritmo de consumo del año 2002, las reservas mundiales durarían aproximadamente 42 años, ante la escasez de yacimientos petrolíferos rentables, aunque la previsión es que aumente su consuma en un 50%.

Los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) como fuente de energía cuentan, hoy en día, con una mayor implantación en la sociedad que el resto de fuentes, debido a la sencillez de la tecnología necesaria para su aprovechamiento. La forma de conseguirlo es mediante la combustión de sus hidrocarburos, una reacción química exotérmica (desprende calor) en la que un elemento combustible se combina con otro comburente (generalmente oxígeno), desprendiendo calor, luz, y produciendo dióxido de carbono y monóxido de carbono, causantes del efecto invernaderos.

Fisión Nuclear

Las centrales nucleares, instalaciones caracterizadas por una enorme chimenea, o torre de refrigeración, y una gran cúpula, emplean la fisión nuclear para producir electricidad. En total, existen 438 reactores nucleares comerciales, que proporcionan el 30% de la energía eléctrica mundial (OIEA, diciembre 2006) También se utilizan para desalinizar agua (Libia). Existen 30 en construcción y 247 están ya planificados o propuestos, encabezando la lista China, que planea construir 63 reactores nucleares, seguida de Rusia con 42 reactores, Estados Unidos con 32, Sudáfrica con 25 y la India con 23. En otro orden de magnitud Japón construirá 12 reactores, Corea del Sur 7 y el criticado Irán construirá 5 nuevos reactores. En Europa, se planean construir 11 nuevos reactores. Sin embargo, no se conoce el número de reactores con fines militares o misiles con cabezas nucleares existentes, pero sí algunos de sus accidentes, como los cinco submarinos soviéticos que descansan sobre el lecho marino.

Naturaleza de una reacción de fisión nuclear…

La reacción controlada se produce en el interior de los reactores (típica cúpula), contenedores, habitualmente llamados vasijas, donde se sitúan barras de material físil (principalmente Uranio-235 y Plutonio-239,) que son bombardeadas con neutrones de diferentes energías, rompiendo dos o más núcleos de estos átomos pesados, en átomos más ligeros, como el Criptón o el Bario. La diferencia de masa entre los productos iniciales y los productos finales se transforma en energía según la famosa ecuación de Einstein: E=m•c2. También se producen otros subproductos como neutrones, que inician reacciones en cadena al incidir sobre otros núcleos pesados, fotones (generalmente rayos gamma), partículas alfa (núcleos de Helio) y beta (electrones y positrones de alta energía).

Al existir de forma natural poco Uranio-235 (0.72%), es necesario someter al uranio a un proceso de enriquecimiento, en el que el núcleo es, para aumentar la proporción de nucleidos de U-235. La masa crítica es la mínima cantidad de material requerida para que el material experimente una reacción nuclear en cadena, empleándose moderadores como agua pesada, Cadmio, grafito o Helio, entre otros, para reducir la velocidad de los neutrones producidos, y con ello aumentar la probabilidad de reacciones sucesivas. Como refrigerante se emplean estos mismos materiales, conduciendo el calor generado hasta un intercambiador de calor, o bien directamente a la turbina generadora de electricidad o propulsión, similar a la de las centrales térmicas.

Ventajas y Inconvenientes

Las centrales nucleares se sitúan junto a causes de ríos por la gran cantidad de agua que necesitan en su refrigeración...

Las centrales nucleares se sitúan junto a causes de ríos por la gran cantidad de agua que necesitan en su refrigeración…

El país con mayor implantación de esta tecnología es Estados Unidos, con 103 reactores, lo que supone el 19’3 de su generación eléctrica, mientras que Francia es el que cuenta con un mayor porcentaje, un 78’5, con 59 reactores. China, que actualmente posee 10 unidades, construirá 32 en los próximos años 15 años, convirtiéndose así en un gran consumidor del escaso combustible nuclear, disponible, según estimaciones, para años. El ansia de utilizar esta fuente de energía es el mayor rendimiento energético frente a otras fuentes, por ejemplo, 1 Kg de Uranio natural produce 164 Mw/hora, mientras que 1 Kg de fuel oil proporciona 4 Mw/hora y 1 Kg carbón sólo 3 Mw/hora y mucho más CO2.

El peligro de este tipo de reactores radica en el tipo de reacción que se produce en su interior, con una gran cantidad de energía liberada, así como el material residual que genera. Entre los elementos que contiene se cuenta el plutonio-239 cuya vida media es de casi 25.000 años, es decir, durante estos años seguirá siendo radiactivo. Los diferentes residuos se clasifican en: residuos de baja actividad (periodo de semidesintegración es inferior a 30 años); residuos de media actividad (periodo de semidesintegración sea inferior a 30 años pero de mayor actividad que los anteriores); y residuos de alta actividad (periodo de semidesintegración supere los 30 años y elevada actividad)

La vida media de un central está en 25 años, siendo su desmantelamiento también compleja, al haber sido contaminado radiactivamente todo aquel material que ha estado en contacto con los materiales reactivos, debiendo ser almacenados en los denominados cementerios nucleares para siempre o hasta que una futura tecnología pueda eliminarlos. Algunos materiales pueden ser tratados para reducir su actividad mediante el bombardeo de neutrones o utilizarse como combustible en otros procesos o en otras instalaciones, ya que el combustible es desechado cuando se ha cosumido tan solo el 7% de su actividad.

Referencias:
http://www.cnea.gov.ar/xxi/noticias/2007/ago07/atuchaII.asp
http://boards4.melodysoft.com/app?ID=salutipau&msg=1824&DOC=101

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