Unidad VI Generación de Energía Eléctrica
La energía nuclear es una forma de energía que se libera desde el núcleo o parte central de los átomos, que consta de protones y neutrones. Esta fuente de energía puede producirse de dos maneras: mediante fisión (cuando los núcleos de los átomos se dividen en varias partes) o mediante fusión (cuando estos se fusionan).
La fisión nuclear es el método que se utiliza hoy día en todo el mundo para producir electricidad a partir de energía nuclear, mientras que la tecnología para generar electricidad a partir de la fusión se encuentra en fase de I+D (Investigación y Desarrollo). En el presente artículo se examina la fisión nuclear.
¿Qué es la fisión nuclear?
La fisión nuclear es una reacción por la que el núcleo de un átomo se divide en dos o más núcleos más pequeños, liberando al mismo tiempo energía.
Por ejemplo, cuando un neutrón golpea el núcleo de un átomo de uranio 235, este se divide en dos núcleos más pequeños, por ejemplo, un núcleo de bario y un núcleo de criptón, y se liberan dos o tres neutrones. Estos neutrones adicionales golpearán otros átomos de uranio 235 colindantes, que también se dividirán y generarán, a su vez, más neutrones en un efecto multiplicador, desatando así una reacción en cadena en una fracción de segundo.
Cada vez que se produce esta reacción se libera energía en forma de calor y radiación. Ese calor puede transformarse en electricidad en una central nuclear, en un proceso similar al que se emplea para generar electricidad a partir del calor de combustibles fósiles como el carbón, el gas y el petróleo.
¿Cómo funciona una central nuclear?
Dentro de las centrales nucleares, los reactores nucleares y su equipo contienen y controlan las reacciones en cadena, por lo general alimentadas por uranio 235, a fin de producir calor mediante fisión. El calor aumenta la temperatura del refrigerante del reactor, que suele ser agua, para producir vapor. Este se encauza para hacer girar las turbinas, que activan un generador eléctrico con el que se produce electricidad con bajas emisiones de carbono.
Extracción, enriquecimiento y disposición final del uranio
El uranio es un metal que se encuentra en rocas de todo el mundo. Tiene varios isótopos de origen natural, es decir, formas de un elemento distintas en términos de masa y propiedades físicas, pero con las mismas propiedades químicas. Sus isótopos primordiales son el uranio 238 y el uranio 235. La mayor parte del uranio que hay en el mundo es uranio 238, que no puede producir una reacción de fisión en cadena, mientras que el uranio 235 sí se puede utilizar para producir energía de fisión, pero representa menos del 1 % del uranio mundial.
A fin de que el uranio natural tenga más probabilidades de fisionarse, es necesario incrementar la cantidad de uranio 235 en una determinada muestra, mediante un proceso denominado enriquecimiento de uranio. Una vez enriquecido, el uranio puede utilizarse eficazmente como combustible nuclear en una central durante un período de entre 3 y 5 años, tras lo cual sigue siendo radiactivo y ha de procederse a su disposición final de acuerdo con unas directrices estrictas a fin de proteger a las personas y el medio ambiente. Asimismo, el combustible usado, que también recibe el nombre de combustible gastado, puede reciclarse para dar lugar a otros tipos de combustible y utilizarse como combustible nuevo en centrales nucleares especiales.
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