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Energía Nuclear

La energía nuclear se produce a partir de recursos no renovables, pero no es un combustible fósil. A diferencia de la mayoría de las formas de energía que han sido conocidas por los humanos durante mucho tiempo, esta energía se descubrió mucho más recientemente. Puede tener un papel importante en el futuro, pero también puede ser peligroso. ¿Suena misterioso? Averigüemos más.

¿Qué es la Energía Nuclear?

La energía nuclear es la energía que se almacena dentro del núcleo de los átomos. La única forma de liberar esta energía es a través de la división o unión de los núcleos atómicos. Una reacción química no puede liberar energía nuclear; Se puede obtener a través de dos tipos de reacciones: fisión y fusión.

La fisión nuclear produce energía a través de la división de los átomos, lo que libera energía térmica que puede generar vapor y luego se utiliza para hacer girar una turbina para producir electricidad. Todas las plantas nucleares de hoy utilizan la fisión para generar electricidad. El combustible más comúnmente utilizado para la fisión es el uranio, aunque se pueden usar elementos adicionales como el plutonio o el torio.

La fusión nuclear es una reacción nuclear en la que dos o más núcleos atómicos colisionan a velocidades muy altas y se unen para formar un nuevo tipo de núcleo atómico. Durante este proceso, la materia no se conserva porque parte de la materia de los núcleos de fusión se convierte en fotones, lo que produce energía utilizable. Este proceso es lo que permite que el sol y las estrellas emitan energía. El poder de fusión ofrece la posibilidad de una fuente de energía casi inagotable para las generaciones futuras; sin embargo, crear las condiciones para la fusión nuclear presenta un desafío científico y de ingeniería potencialmente insuperable. Un experimento reciente ha demostrado que se puede lograr la fusión nuclear, sin embargo, aún no se ha demostrado con éxito a escala comercial.

Hoy en día, las plantas de energía nuclear representan el 11% de la generación eléctrica mundial, y aproximadamente el 80% de esa capacidad instalada se encuentra en los países de la OCDE.

La energía nuclear no emite emisiones de gases de efecto invernadero. Por esta razón, a menudo se considera un sustituto de la generación de energía de combustibles fósiles y una solución para mitigar el cambio climático.

Sin embargo, la fisión nuclear tiene una amplia variedad de problemas ambientales y de salud asociados con la generación de electricidad. La mayor preocupación es la generación de desechos radiactivos como los relaves de molino de uranio, el combustible del reactor gastado (usado) y otros desechos radiactivos. Algunos de estos materiales pueden permanecer radiactivos y peligrosos tanto para la salud humana como para el medio ambiente durante miles de años.

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Un ejemplo de energía nuclear son las centrales nucleares.

¿Cómo se produce la Energía Nuclear?

Un reactor nuclear produce electricidad de la misma manera que otras centrales eléctricas. La reacción en cadena produce la energía, que convierte el agua en vapor. La presión del vapor hace girar un generador, que produce electricidad.

La diferencia está en cómo se crea el calor. Las centrales eléctricas que funcionan con combustibles fósiles queman carbón, petróleo o gas natural para generar calor. En una planta de energía nuclear, el calor se produce a partir de la división de los átomos, un proceso llamado fisión nuclear.

  • El reactor nuclear genera calor que se usa para hacer vapor.
  • El vapor gira una turbina conectada a un electroimán, llamado generador.
  • El generador produce electricidad.

La energía nuclear se libera desde el núcleo de los átomos a través de los procesos de fisión o fusión.

Ejemplos de Energía Nuclear

  • La reacción de fusión en el sol proporciona a nuestro planeta toda la energía que necesita para que los organismos vivos sobrevivan.
  • Una reacción de fisión incontrolada proporciona la fuerza destructiva de una bomba nuclear.
  • Los aviones militares de propulsión nuclear.
  • Las centrales nucleares de energía.
  • La pila atómica.
  • Los buques y submarinos que cuentan con propulsión nuclear.
  • Los automóviles nucleares.
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Usos de la Energía Nuclear

Aunque la producción de energía eléctrica es la utilidad más común, existen muchas otras aplicaciones de la energía nuclear en otros sectores. Estas aplicaciones pueden ser de uso civil o militar. Hay un gran número de tratados y acuerdos para regular estas actividades.

Dentro de las aplicaciones civiles encontramos la generación de energía eléctrica o aplicaciones médicas, ambientales e industriales.

Por otro lado, dentro de las aplicaciones militares habría armamento militar como la bomba atómica o la propulsión de vehículos militares como los submarinos o la propulsión de misiles de largo alcance.

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Ventajas de la Energía Nuclear

  • La energía nuclear tiene uno de los impactos ambientales más bajos en la tierra, especialmente cuando se compara con las plantas que queman carbón. Es por estas razones que la energía nuclear a menudo se llama energía limpia.
  • La generación nuclear es la única fuente de electricidad que puede producir un suministro constante de energía, conocida como energía de carga base, de manera confiable sin emitir gases de efecto invernadero.
  • Muchas centrales eléctricas, incluidas las centrales nucleares, calientan el agua para producir electricidad. El proceso básico es el mismo: todos utilizan vapor de agua caliente para hacer girar grandes turbinas que generan electricidad. La única diferencia es la fuente del calor. En lugar de quemar carbón para calentar el agua, las centrales nucleares utilizan el calor producido durante la fisión nuclear para calentar el agua. El proceso es predecible y confiable.
  • Requiere una pequeña cantidad de combustible de uranio para producir una gran cantidad de energía. ¡Se necesitarían 2,000 libras de carbón, 149 galones de aceite, 17,000 pies cúbicos de gas natural o 5,000 libras de madera para producir la misma cantidad de energía que una bolita de combustible de uranio de una pulgada!
  • Debido a que se necesita remover mucho menos uranio del suelo, el impacto ambiental de una mina de uranio es menor que la minería o la perforación de combustibles fósiles.
energia nuclear ventajas y desventajas

Desventajas de la Energía Nuclear

  • Genera residuos en forma de combustible y refrigerantes, que son altamente radiactivos y peligrosos. El almacenamiento de estos productos de desecho es un problema continuo, ya que permanecen radiactivos durante largos períodos de tiempo (algunos más de 1.000 años).
  • Hay desechos radiactivos de bajo nivel, como los materiales sobrantes en las fábricas de uranio, y las herramientas, los trapos de limpieza y la ropa que entran en contacto con pequeñas cantidades de partículas radiactivas en las centrales nucleares. Existen reglas especiales que regulan el manejo, almacenamiento, transporte y eliminación de dichos artículos para que no entren en contacto con el ambiente exterior.
  • Existe la posibilidad de un accidente en una instalación de energía nuclear, donde una reacción nuclear descontrolada podría contaminar el aire y el agua circundantes. Los entornos que están contaminados por altos niveles de radiación son peligrosos para vivir o visitar. Ha habido algunos accidentes en el pasado, siendo el más grande en Three Mile Island en los EE. UU. (1979), Chernobyl en Ucrania (1986) y Fukushima en Japón (2011).
desventajas de energia nuclear

Características de la Energía Nuclear

  • Seguro
  • De confianza
  • No hay gases de efecto invernadero.
  • Más barato que la “energía renovable”
  • Produce energía constante

¿Cuales son los países que utilizan la energía nuclear?

Aproximadamente el 12% de la energía mundial se deriva de la fisión nuclear en reactores nucleares. En total, 430 reactores nucleares operan ahora en 31 países, con 70 más actualmente en construcción en todo el mundo. Francia es el líder mundial en energía nuclear, generando tres cuartas partes de su electricidad total mediante reactores nucleares. Los Estados Unidos, en comparación, obtienen aproximadamente una quinta parte de su electricidad de la energía nuclear. Algunos países, como Suecia y Rusia, también utilizan el calor generado por la fisión nuclear para calentar directamente hogares y edificios. La energía nuclear también tiene otras aplicaciones: 200 reactores nucleares más pequeños alimentan 150 barcos en todo el mundo, incluidos submarinos nucleares, rompehielos y portaaviones.

La energía nuclear es un tema controvertido, incluso entre los expertos en energía. ¿Es la fisión nuclear una alternativa segura a los combustibles fósiles, o los riesgos superan a los beneficios? La gente no siempre está de acuerdo. Debido a su potencial para ayudar a reducir el uso de combustibles fósiles, los científicos están continuamente investigando formas de hacer que la energía nuclear sea más segura. Las nuevas tecnologías pueden hacer que la energía nuclear tome un papel más importante en el futuro.