Origen de la energía nuclear: En 1896 Henri Becquerel descubrió que algunos elementos químicos emitían radiaciones. Tanto él como Marie Curie y otros estudiaron sus propiedades, descubriendo que estas radiaciones eran diferentes de los ya conocidos rayos X y que poseían propiedades distintas, denominando a los tres tipos que consiguieron descubrir: alfa, beta y gamma. Pronto se vio que todas ellas provenían del núcleo atómico que describió Ernest Rutherford en 1911. Con el descubrimiento del neutrino, partícula descrita teóricamente en 1930 por Wolfgang Pauli pero no detectada hasta 1956 por Clyde Cowan y sus colaboradores, se pudo explicar la radiación beta. En 1932 James Chadwick descubrió la existencia del neutrón que Pauli había predicho en 1930, e inmediatamente después Enrico Fermi descubrió que ciertas radiaciones emitidas en fenómenos no muy comunes de desintegración eran en realidad estos neutrones. Durante los años 1930, Enrico Fermi y sus colaboradores bombardearon con neutrones más de 60 elementos, entre ellos Uranio, produciendo las primeras fisiones nucleares artificiales. En 1938, en Alemania, Lise Meitner, Otto Hahn y Fritz Strassmann verificaron los experimentos de Fermi y en 1939 demostraron que parte de los productos que aparecían al llevar a cabo estos experimentos con uranio eran núcleos de bario. Muy pronto llegaron a la conclusión de que eran resultado de la división de los núcleos del uranio. Se había llevado a cabo el descubrimiento de la fisión. En Francia, Joliot Curie descubrió que además del bario, se emitían neutrones secundarios en esa reacción, haciendo factible la reacción en cadena. También en 1932 Mark Oliphant teorizó sobre la fusión de núcleos ligeros (de hidrógeno), describiendo poco después Hans Bethe el funcionamiento de las estrellas, basándose en este mecanismo. Es la energía contenida en el núcleo de un átomo. Los átomos son las partículas más pequeñas en que se puede dividirse un elemento químico manteniendo sus propiedades. En el núcleo de cada átomo hay dos tipos de partículas (neutrones y protones) que se mantienen unidas. La energía nuclear es la energía que mantiene unidos neutrones y protones. La energía nuclear se puede utilizar para producir electricidad. Pero primero la energía debe ser liberada. Ésta energía se puede obtener de dos formas: fusión nuclear y fisión nuclear. En la fusión nuclear, la energía se libera cuando los núcleos de los átomos se combinan o se fusionan entre sí para formar un núcleo más grande. Así es como el sol produce energía. En la fisión nuclear, los núcleos se separan para formar núcleos más pequeños, liberando energía. Las centrales nucleares utilizan la fisión nuclear para producir electricidad. Cuando se produce una de estas dos reacciones nucleares (la fisión nuclear o la fusión nuclear) los átomos experimentan una ligera pérdida de masa. Esta masa que se pierde se convierte en una gran cantidad de energía calorífica y de radiación, como descubrió Albert Einstein con su famosa ecuación E=mc². La energía calorífica producida se utiliza para producir vapor y generar electricidad. Aunque la producción de energía eléctrica es la utilidad más habitual que se le da a la energía nuclear, también se puede aplicar en muchos otros sectores, como en aplicaciones médicas o medioambientales. ¿Cómo se producen la energía nuclear? Utilizar la fisión nuclear —es decir, la enorme cantidad de energía provocada por la reacción en cadena en la que el núcleo de un átomo pesado, de uranio o plutonio, se divide en dos o más núcleos de átomos más ligeros— para generar electricidad. Explicado de forma esquemática, en esto consiste una tecnología energética, la energía nuclear, cuyos efectos positivos y negativos han generado casi desde su origen un debate sobre su conveniencia. La energía nuclear se obtiene como resultado de la reacción nuclear en determinados núcleos atómicos de ciertos elementos químicos. Algunos de los procesos para obtener energía nuclear más importantes son la fisión del isótopo uranio-235 (235U) del elemento uranio (U) y la fusión de los isótopos deuterio-tritio (2H-3H) del elemento hidrógeno (H), aunque también se puede obtener energía nuclear de reacciones nucleares en los isótopos torio-232 (232Th), plutonio-239 (239Pu), estroncio-90 (90Sr) o polonio-210 (210Po). La fisión del uranio-235 (235U) es una reacción exotérmica, es decir, libera mucha energía. La energía liberada calienta el medio en que se encuentra ocurriendo la reacción, que podría ser agua, por ejemplo. Para que ocurra la fisión, el isótopo 235U es bombardeado con neutrones libres (aunque también puede ser bombardeado con protones, otros núcleos o rayos gamma) cuya velocidad es muy controlada. De esta forma, un neutrón libre puede ser absorbido por el núcleo, lo que provoca su desestabilización y fragmentación, y genera otros núcleos más pequeños, neutrones libres, otras partículas subatómicas y grandes cantidades de energía. Es importante controlar la velocidad de los neutrones porque si es muy alta podrían simplemente chocar contra el núcleo o atravesarlo, y no serían absorbidos para producir la fisión. Las partículas generadas como resultado de la fisión de un núcleo, pueden a su vez ser absorbidas por otros núcleos vecinos, que serán fisionados también, y las partículas que se generen producto de esta otra fisión, podrán, otra vez, ser absorbidas por otros núcleos, y así sucesivamente, produciendo lo que se conoce como: Reacción en cadena. Las reacciones nucleares en cadena controladas tienen muchas aplicaciones con fines benéficos, como se mencionó anteriormente. Sin embargo, cuando la reacción en cadena es descontrolada, continúa hasta que no quede más material para fisionar, lo que ocurre en un corto tiempo. Este proceso descontrolado es el principio del funcionamiento de las bombas atómicas arrojadas por Estados Unidos sobre Japón en la Segunda Guerra Mundial. Por otra parte, la fusión del par deuterio-tritio (2H-3H) es el proceso de fusión nuclear más simple que existe. Para que ocurra esta fusión es necesario lograr que se acerquen dos protones (uno proveniente del 2H y otro del 3H) de manera que las fuerzas de interacción nuclear fuerte (fuerzas que unen a los nucleones, es decir, a los protones y neutrones, y que deben superar a la fuerza de repulsión entre protones, pues poseen la misma carga) superen a las fuerzas de interacción electrostáticas, pues los protones tienen carga positiva, por lo que tienden a repelerse. Para lograrlo, se aplican determinadas presiones y descompresiones, así como temperaturas muy específicas. Este proceso de fusión produce un núcleo de 4He, un neutrón y gran cantidad de energía. La fusión nuclear es un proceso que ocurre espontáneamente en las estrellas, por ejemplo, el Sol, pero que también se ha logrado generar artificialmente. De forma general, las reacciones nucleares producen átomos inestables, que para estabilizarse emiten el exceso de energía al medio ambiente durante un tiempo determinado. A esta energía emitida se le llama radiación ionizante, que tiene energía suficiente para ionizar la materia que esté a su alrededor, razón por la que es una radiación extremadamente peligros para todas las formas de vida. ¿Cuáles son los usos energía nuclear? Los usos pacíficos de la energía nuclear son numerosos, no solo para la generación de electricidad (lo cual es ya de una importancia enorme en el mundo industrializado de hoy) sino además para la producción de energía calórica aprovechable y reconducible, o de energía mecánica, e incluso de formas de radiación ionizante aprovechable para esterilizar material médico o quirúrgico. También se usa para propulsar vehículos, como los submarinos atómicos.