Energía nuclear

 Las formas en las que la humanidad ha satisfecho sus necesidades energéticas han variado conforme la tecnología y la forma de vida de la gente a avanzado. De hecho, hoy en día conocemos una inmensa cantidad de formas para obtener energía (principalmente para usos eléctricos) y empleamos el uso de los recursos energéticos disponibles como se pueden ser hidrocarburos o energías alternas. Si bien hay una buena cantidad de energías alternas, entre ellas destaca una por ser la menos renovable, pero tiene sentido mencionarla aquí ya que es una alternativa a los combustibles fósiles y de mayor potencial. Hablamos pues de la energía nuclear.

Concepto de energía nuclear.

Definamos qué es la energía nuclear[2]:

"Definimos a la energía nuclear como el proceso de liberación de energía de un núcleo"

Este no es un proceso de liberar energía sin razón aparente. Más bien, es el resultado de un proceso que se lleva a cabo cuando un elemento inestable decae a otro.

Aprovechamiento de la energía nuclear

¿Cómo es que aprovechamos la energía nuclear? Primeramente hay que entender algunas ideas muy necesarias (pero sencillas) para comprender el funcionamiento de una planta nuclear, la que se encarga pues de convertir la energía nuclear y mediante un proceso algo extenso, obtener la electricidad que usamos. Vayamos con algunos conceptos adicionales para comprender ésta energía alterna.

Fisión Nuclear

Esta es la base del funcionamiento de una planta nuclear y vamos a desarrollar este concepto de un modo más general, todo lo que debemos de entender es el proceso físico de liberación de energía conocido como fisión nuclear[2].

"Es el proceso por el cuál se libera energía haciendo colisionar átomos pesados con neutrones, dando como resultado liberación de neutrones, energía y de elementos residuales"

Se menciona que son átomos pesados. Comúnmente se usan átomos de uranio, principalmente de U 235, ya que los isótopos derivables del mismo elemento no se consideran fisionables.

La idea es sencilla: tomamos un átomo de algún elemento fisionable y hacemos incidir un neutrón en su dirección, colisionando en el proceso (claro, es más fácil decirlo que realizar el proceso).

Primer paso: hacer incidir un neutrón en el núcleo del elemento 

después, resulta en liberar energía del choque y otros elementos más ligeros y neutrones

Después de la colisión, se liberan neutrones, nuevos elementos y energía

Esto es, a grandes aspectos, lo que es la fisión nuclear.

Una vez entendido cómo se da el fenómeno físico para liberar energía, una cuestión que se plantea es ¿Cómo aprovechamos dicha energía? Y para dar respuesta a la pregunta  daremos un vistazo de qué se hace un reactor nuclear.

Reactor nuclear

En el mundo moderno es muy común el encontrar aparatos que funcionan a base de electricidad, un celular, una computadora, el refrigerador entre muchos otro pero, aquí entra una cuestión, ¿cómo se genera esa energía eléctrica que posteriormente podemos usar en nuestras casas o en otros dispositivos?,en principio se puede decir que de una planta eléctrica pero, en nuestro caso le daremos más interés a aquellas plantas eléctricas que generan electricidad a base de reactores nucleares, ya que es uno de los muchos usos que se le puede dar a esta. Pero primero vamos a centrarnos en ver cómo funciona un reactor nuclear de manera básica.

Ilustración animada de un reactor nuclear

De modo general, podemos decir  que el modo de generar energía eléctrica en una planta nuclear es por medio de calor, el reactor hace fisión nuclear el cual libera una enorme cantidad de calor que trae consigo el aumento de temperatura de algún fluido (agua, por ejemplo y el vapor de agua) que atraviesa unos conductos llegando a una turbina, esta misma se mueve generando energía mecánica, conectada a un transformador es como convierte esta última a energía eléctrica[1]. Puede parecer un diagrama téorico sencillo, pero detrás hay unas cuantas cosas a considerar, como por ejemplo el mantener estable al reactor y evitar una cadena de emisión energética que se traduce como un desastre.

Actualmente muchos reactores nucleares son alimentados por combustibles como U 235 (mencionado con anterioridad) de neutrones lentos, que es muy escaso comparado con el porcentaje del natural, los cuales no tienen mucha utilidad para lo que es de nuestro interés.

Pros y contras de la energía nuclear.

Teniendo tantas formas de ver a la energía nuclear, es razonable tener que considerar ambos puntos de vista.

Pros:

• Energía eficiente. Considerando los aspectos de pérdida y eficiencia de energía, se tiene que la nuclear es la que mejor aprovechamiento tiene entre las energías alternativas. Además, se dice que las energías renovables (solar, hidroeléctrica, eólica, etc) no poseen la capacidad de ser la única fuente de energía a futuro [2].

• Energía segura. Mucha gente tiene miedo de la energía nuclear. Pero, la posibilidad de que ocurra otro catástrofe como Chernóbil es baja hoy en día, ya que se han modificado desde entonces los sistemas de seguridad, enfriamiento y funcionamiento de las plantas nucleares.

• Limpia y sostenible. A diferencia de lo que se cree, se dice que la energía nuclear es bastante limpia[3].

• Económica. Otro aspecto a considerar es qué tan viable es en cuestiones de recursos económicos. Se tiene, de hecho, que resulta económica en operación[4].

Contras:

• Residuos. Anteriormente se dijo que es una energía limpia. Sin embargo, los residuos generados por estas plantas nucleares requieren un tratamiento muy específico para ser desechados [4].

• Miedo. Sin duda, un punto que tiene muy marcado en su contra esta energía es el miedo. Miedo a las catástrofes nucleares que han ocurrido a lo largo de los años, tanto energéticas como derivadas de conflictos bélicos.

• Otros usos no beneficiosos. Derivado del miedo, se tiene que la energía nuclear puede usarse para otros fines y no precisamente para satisfacer necesidades energéticas y empleando uso en actividades bélicas [4].

Conclusiones

La energía nuclear es un tema de mucho interés y discusión, hay quienes defienden su uso con argumentos bastante válidos y, por otro lado, tenemos aquellos que condenan su actividad justificándose por eventos históricos y otro tipo de catástrofes así como los riesgos de la radiación. Todo debe ser considerado, pero si nos ponemos en esa perspectiva, toda energía alterna contamina; la producción de paneles solares, la construcción de una presa e instalar generadores eólicos, lo mejor sería plantearse la pregunta de ¿qué contamina menos? o ¿cómo podemos reducir los contaminantes? y en base a ello, tomar cartas en el asunto y encontrar soluciones.

Referencias

[1] Resnick, R., Halliday, D. & Krane , K. . (2007). Física volumen 2. México: Editorial Patria.

[2] Collier, J. & Hewitt, G.. (1992). Introducción a la ingeniería nuclear. México: Editorial Harla México.

[3] Coderch, M. (2005). Energía Nuclear. Foreign Policy, 1-7.

[4] Silva, N. G. R. (2014). Energía nuclear: Ventajas y peligros. Hipótesis: apuntes científicos uniandinos, (16), 64-71.