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Energías no renovables. Energía nuclear
En un sentido amplio, la energía nuclear es la energía que se encuentra almacenada en el núcleo de los átomos,
y que se desprende al desintegrarse dichos núcleos.
Una central nuclear es un tipo de central eléctrica en la que, en lugar de combustibles fósiles, se emplea uranio
235, un isótopo del uranio que se fisiona en núcleos de átomos más pequeños y libera una gran cantidad de
energía de acuerdo con la ecuación de Einstein, E = mc2. La energía que se desprende en la rotura de estos
núcleos atómicos se emplea para calentar agua que, convertida en vapor, accionará los álabes de unas turbinas
que serán las encargadas de transmitir su movimiento giratorio a un generador que será el encargado de
producir la electricidad.
Distinguimos dos tipos principales de energía nuclear, la de fisión y la de fusión nuclear:
La fisión nuclear consiste en la fragmentación de un núcleo "pesado" (con muchos protones y neutrones) en
otros dos núcleos de, aproximadamente, la misma masa, al mismo tiempo que se liberan varios neutrones. Los
neutrones que se desprenden en la fisión pueden romper otros núcleos y desencadenar nuevas fisiones en las
que se liberan otros neutrones que vuelven a repetir el proceso y así sucesivamente, este proceso se
llama reacción en cadena y en él se libera una gran cantidad de energía.
Para que esta reacción en cadena se produzca, es necesario usar sustancias que se desintegren fácilmente, es
decir, sustancias radiactivas que, por su naturaleza, son peligrosas para el hombre si no se manejan con las
precauciones adecuadas. La sustancia más usada es el uranio-235, aunque también se usan el uranio-233 y el
plutonio-239. Como ya se ha apuntado, en estas reacciones una pequeña parte de masa se transforma en
energía de acuerdo con la ecuación E = mc2, por lo que se obtienen cantidades enormes de energía. Para que
nos hagamos una idea: de 1 kg de carbón se obtienen 30 millones de julios, mientras que de 1 kg de uranio-235
se traduce en 8 trillones (doce ceros) de julios, es decir, unos dos millones de veces más energía. La utilización
de la fisión nuclear, como todo, presenta ventajas e inconvenientes, estos son:
Ventajas: Con pequeñas cantidades de combustible producen mucha energía y las reservas de materiales
nucleares son abundantes.
Inconvenientes: En las centrales nucleares se generan residuos de difícil eliminación (cementerios nucleares),
además, el peligro de radiactividad exige la adopción de medidas de seguridad y control especiales que resultan
muy costosas y, con todo, nunca, ni en este ni en otros aspectos se está libre al cien por cien del riesgo de sufrir
un accidente nuclear.
La fusión nuclear consiste en la unión de varios núcleos "ligeros" (con pocos protones y neutrones) para formar
otro más "pesado" y estable, con gran desprendimiento de energía, mayor incluso que la que se libera en la
fisión. Para que los núcleos ligeros se unan, hay que vencer las fuerzas de repulsión que hay entre ellos y por
eso, para iniciar este proceso, hay que suministrar una gran cantidad de energía ya que estos procesos en la
naturaleza, (en las estrellas, por ejemplo) se suelen producir a temperaturas muy elevadas, de millones de
grados centígrados.
La sustancia más adecuada para fusionarse es el hidrógeno (el átomo más sencillo) o alguno de
sus isótopos para dar lugar a helio. La más adecuada es la fusión entre dos isótopos del hidrógeno, el deuterio y
el tritio.
La energía nuclear de fusión será, probablemente, la fuente de energía del futuro. Es la misma reacción que
produce la energía en las estrellas, en nuestro Sol, el calor y la luz que nos llegan de él se producen en
reacciones de fusión nuclear. Por otra parte, la fusión nuclear tiene sus propias ventajas e inconvenientes:
Ventajas: No produce residuos radiactivos y el hidrógeno es muy abundante en la naturaleza.
Inconvenientes: Para iniciar la reacción hace falta una temperatura de 100 millones de grados centígrados y
conseguir esta temperatura es muy difícil, sólo se ha podido alcanzar durante breves instantes con potentes
rayos láser. Por otra parte está la dificultad de controlar la reacción para evitar el efecto avalancha de la reacción
en cadena y el peligro de accidente.
Tomado de:
http://tecnologiapirineos.blogspot.com/
ACTIVIDAD- TRABAJO COLABORATIVO- GRUPOS ASIGNADOS POR LA DOCENTE
a) Cuál es el elemento químico más utilizado en las plantas nucleares para FISIÓN NUCLEAR. Nombre otros dos
elementos
b) Elemento químico que podría ser utilizado en la FUSIÓN NUCLEAR. Explique
c) CONSULTE el nombre de cuatro plantas nucleares que funcionan en la actualidad, cite el país donde están ubicadas
d) Efectos de la radiación para los humanos
e) Imagina que el petróleo se agotara de golpe y que, para evitar la crisis energética, todos los gobiernos se pusieran a
construir centrales nucleares con la tecnología actual. ¿Qué problemas surgirían? ¿Qué ventajas tendría? Inventa una breve
historia en viñetas representando a unos científicos que inventan una forma revolucionaria de deshacerse de los residuos
nucleares.
f) ENERGÍAS ALTERNATIVAS. ¿Cuáles son, y para qué se utilizan?
g) ¿Cuáles son las ventajas del hidrógeno como combustible? ¿Qué problemas plantea?
h) ¿Cuáles son las ventajas de la biomasa como combustible? ¿Qué problemas plantea?