Vamos a abordar brevemente acerca de las ventajas y desventajas de la energía nuclear.
Este tipo de energía ofrece ventajas muy importantes, pero también desventajas que pueden resultar muy peligrosas.
Energía nuclear
Antes de ocuparnos de sus ventajas y desventajas, vamos a explicar brevemente qué es la energía nuclear.
La energía nuclear es la energía que está contenida en el núcleo de un átomo.
Se llama energía nuclear a un tipo de tecnología basada en el uso controlado de la fisión nuclear a fin de liberar energía para su uso con fines pacíficos.
Dentro de este proceso se incluyen propulsión, calor y generación de electricidad.
La energía nuclear se produce por una reacción en cadena controlada que crea calor como subproducto.
Este calor es usado para hervir agua, producir vapor y propulsar una turbina de vapor.
La turbina se usa para generar electricidad y realizar trabajo mecánico o ambos a la vez.
La energía nuclear proporciona una parte importante de la electricidad mundial.
Asimismo, es usada para propulsar submarinos, portaviones, y rompehielos.
El costo y el temor en algunos puertos ha evitado que se use la energía nuclear en buques de transporte.
Todas las plantas de energía nuclear usan la fisión.
A pesar de años de esfuerzos y el ocasional engaño (por ejemplo, la fusión fría), ninguna reacción de fusión hecha por el hombre ha producido más energía que la usada en su realización.
Esto significa que la fusión nuclear aún no es una fuente viable para la generación de electricidad.
Ventajas de la energía nuclear
Las principales ventajas que ofrece la energía nuclear son las siguientes:
1 No hay emisión de gases al medio ambiente
Las plantas nucleares llevan a cabo la generación de electricidad sin necesidad de emitir gases de efecto invernadero.
Por lo tanto, no contribuyen a incrementar el calentamiento global.
Debido a eso son una alternativa a los combustibles fósiles.
Las chimeneas liberan vapor de agua en lugar de humo.
2 Se produce mucha energía a partir de usar poco combustible
Utilizando una reducida cantidad de combustible se generan grandes cantidades de energía.
Este hecho reporta principalmente dos ventajas:
• Se ahorra en materia prima.
• Permite el ahorro en transportes, extracción y manipulación de uranio.
El costo del uranio requerido equivale a un 20 por ciento del costo de la energía generada.
3 Es susceptible de planificar
La producción de energía eléctrica se da de forma continua.
Una central nuclear es capaz de generar energía eléctrica durante prácticamente un noventa por ciento de las horas del año.
Con esto se quiere decir que no depende de aspectos naturales.
Esta continuidad de suministro es favorable para la planificación eléctrica.
En cuanto al costo también es planificable.
El uranio no suele ser afectado por la volatilidad en los precios que sí afecta a otros combustibles.
4 Demanda un bajo costo de funcionamiento
Las plantas de energía nuclear resultan más económicas de operar que sus equivalentes de carbón o gas natural.
Se han realizado estimaciones e indican que incluso teniendo en cuenta los costos, así como la gestión de combustible radiactivo y la eliminación de plantas nucleares, el costo supone:
• Entre el 33 y el 50 por ciento de una planta de carbón.
• Entre el 20 al 25 por ciento de una planta de ciclo combinado de gas.
La cantidad de energía generada también resulta mayor a la mayoría de las otras formas.
5 Surgimiento de la medicina nuclear
Es posible usar la energía nuclear también para el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades.
Algunas de las técnicas más comúnmente usadas en medicina nuclear son:
• Radiología.
• Tomografía.
• Radiotrazadores.
• Escaneos.
7 Sigue avanzando tecnológicamente
La tecnología nuclear no cesa ni detiene su evolución.
El cien por ciento de los reactores nucleares existentes generan energía mediante la fisión nuclear.
En la actualidad se vienen haciendo esfuerzos para desarrollar el reactor nuclear de fusión nuclear.
Se busca que este tipo de reactor brinde solución a una gran parte de los inconvenientes actuales.
Desventajas de la energía nuclear
Las principales desventajas de la energía nuclear son las siguientes:
1 Los accidentes acarrean consecuencias muy graves.
Los sistemas de seguridad de las centrales nucleares obligatoriamente son muy altos.
Aún así el componente humano siempre tiene cierta repercusión.
Frente a un imprevisto no siempre las decisiones tomadas son las mejores.
Para muestra tenemos dos buenos ejemplos en Chernobyl y en Fukushima.
2 Gestión de los residuos nucleares
La gestión de los residuos nucleares constituye una desventaja importante.
Los residuos nucleares tardan demasiados años en perder su radioactividad y peligrosidad.
Sólo existen soluciones de confinamiento, no se pueden hacer desaparecer.
3 Las instalaciones tienen una duración limitada
Los reactores nucleares tienen un tiempo límite de uso o fecha de caducidad.
Al cabo de ese periodo se deben desmantelar.
Cada diez años deberían construirse aproximadamente 80 reactores nucleares nuevos.
4 Demanda una alta inversión inicial
La inversión inicial requerida para una planta nuclear es muy elevada.
Es necesario recuperar el costo de la inversión durante la corta vida de la central.
Si al costo del kilovatio generado se le agrega la parte proporcional de la inversión se encarece.
5 Los recursos son limitados
A diferencia de otras opciones energéticas, la energía nuclear no es renovable debido a que el uranio debe extraerse y no se regenera.
6 Obliga a la dependencia externa
Por lo regular, genera dependencia de países extranjeros.
Pocos son los países que disponen de minas de uranio.
Aparte de ello, no todos los países disponen de tecnología nuclear.
En consecuencia, tienen que contratar ambas cosas en el extranjero.
7 Producción de armas nucleares
La tecnología nuclear también sirve para crear armas nucleares.
Las bombas atómicas lanzadas en Japón destruyeron las ciudades de Hiroshima y Nagasaki en pocos segundos.
Posteriormente a la Segunda Guerra Mundial, varios países firmaron el Tratado de No Proliferación Nuclear.
A pesar de ello, las armas nucleares siguen existiendo.
Por consiguiente, el riesgo de un posible ataque nuclear es real.
¿Qué es fisión nuclear?
La fisión nuclear es una reacción en la que un núcleo pesado, al ser bombardeado con neutrones, se convierte en inestable y se descompone en dos núcleos.
Sus tamaños son del mismo orden de magnitud, con gran desprendimiento de energía y la emisión de dos o tres neutrones.
En una pequeña fracción de segundo, el número de núcleos que se han fisionado libera una energía un millón de veces mayor que la obtenida
Estos neutrones, a su vez, pueden ocasionar más fisiones al interaccionar con nuevos núcleos fisionables que emitirán nuevos neutrones y así sucesivamente.
Este efecto multiplicador se conoce con el nombre de reacción en cadena.
En una pequeña fracción de segundo, el número de núcleos que se han fisionado libera una energía un millón de veces mayor que la obtenida al quemar un bloque de carbón o explotar un bloque de dinamita de la misma masa.
Debido a la rapidez que tiene lugar una reacción nuclear, la energía se desprende mucho más rápidamente que en una reacción química.
Si se logra que sólo uno de los neutrones liberados produzca una fisión posterior, el número de fisiones que tienen lugar por segundo es constante y la reacción está controlada.
Este es el principio de funcionamiento en el que están basados los reactores nucleares, que son fuentes controlables de energía nuclear de fisión.
¿Qué es la fusión nuclear?
La fusión nuclear es una reacción en la que se unen dos núcleos ligeros para formar uno más pesado.
Este proceso desprende energía porque el peso del núcleo pesado es menor que la suma de los pesos de los núcleos más ligeros.
Este defecto de masa se transforma en energía (relacionadas mediante la fórmula E = mc2), aunque el defecto de masa es muy pequeño y la ganancia por tanto es muy pequeña, se ha de tener en cuenta que es una energía muy concentrada, en un gramo de materia hay millones de átomos, con lo que con una pequeña cantidad de combustible proporciona mucha energía.
Este proceso desprende energía porque el peso del núcleo pesado es menor que la suma de los pesos de los núcleos más ligeros
No todas las reacciones de fusión producen la misma energía, depende siempre de los núcleos que se unen y de los productos de la reacción.
La reacción más fácil de conseguir es la de deuterio (un protón y un neutrón) y tritio (un protón y dos neutrones) para formar helio (dos neutrones y dos protones) y un neutrón, liberando una energía de 17,6 MeV.
Es una fuente de energía prácticamente inagotable, ya que el deuterio se encuentra en el agua de mar y el tritio es fácil de producir a partir del neutrón que escapa de la reacción.
Conclusión
En su aspecto técnico, la energía nuclear no es un proceso tan sencillo de comprender.
Sin embargo, dadas sus importantes aplicaciones para beneficio del ser humano, es interesante conocer, aunque sea someramente, los usos que se le puede dar.