Qué es la Energía Nuclear: Definición, Características y Conceptos
La energía nuclear es el proceso de captar la energía que proviene del núcleo de un átomo mediante un proceso de separación atómica, liberada a través de lo que se conoce como fisión nuclear (más abajo ampliaremos sobre este término).
Todo en nuestro entorno está formado por átomos. A lo largo de la década de 1930, se constató que ciertos átomos, en particular los más grandes, pueden dividirse en dos liberando una cantidad sorprendentemente grande de energía.
Una vez que estos átomos fueron situados correctamente en una máquina, son capaces de lograr que los demás átomos cercanos se separen por igual, creando una reacción en cadena. Tal máquina se llama un reactor nuclear, y puede convertir la energía nuclear en electricidad y muchas otras cosas útiles para la civilización.
Hoy en día, las estaciones nucleares en todo el mundo generan la suficiente electricidad para proporcionar energía eléctrica a más de 200 millones de hogares en promedio.
Definición de energía nuclear
Antes de definir el concepto de energía nuclear, veamos los diferentes elementos que se unen para formar un átomo, que es el componente esencial en la producción de energía nuclear.
Un átomo, fundamentalmente, es la piedra angular de la materia. Está integrado por el núcleo, que contiene 3 pequeños grupos de partículas subatómicas en las que se incluyen los neutrones (quienes aportan carga eléctrica negativa), los protones (quienes aportan carga positiva) y los electrones (partículas que giran de forma rotativa alrededor del núcleo con carga negativa).
Los protones y los electrones se atraen entre sí, manteniéndose en el núcleo el cual es unido por la energía. Un núcleo denso de átomos contiene un enorme poder energético, mediante el cual según la cantidad de protones que el átomo contenga, es el que a fin de cuenta va a determinar sus propiedades físicas. Por lo tanto, la energía nuclear es la que está contenida en el núcleo central de un átomo, la cual al dividirse genera energía.
Te pudiera interesar:
Características de la energía nuclear y para qué sirve
Para que la energía nuclear pueda ser utilizada como fuente de generación eléctrica, esta primero debe ser liberada mediante la división del átomo. Esto es lo que se conoce como fusión nuclear, que no es más que el proceso en el cuál se dividen los átomos para descargar grandes volúmenes de energía.
Con el agotamiento de los recursos y la gran demanda energética, el planeta busca en la energía nuclear una alternativa viable para producir electricidad partiendo del átomo como materia prima, ya que esta se libera de su núcleo. Este es el resultado de la transformación de la masa atómica en energía.
Aunque la energía nuclear es mucho más viable y segura que la tradicional quema de carburantes fósiles, esta sigue representando un gran peligro para la salud tanto de personas, como de animales y el medio ambiente en general.
Como se obtiene la energía nuclear
Si le damos un vistazo a las mayorías de plantas energéticas convencionales, como son las de petróleo, carbón o gas natural, nos daremos cuenta de que estas dependen de un tipo de proceso de generación de calor constante que posteriormente origina vapor. Este vapor es el que impulsa a la turbina para girar, generando en última instancia electricidad.
Las estaciones nucleares, que se emplean para fabricar energía nuclear, trabajan de un modo muy similar a estas centrales eléctricas tradicionales. En las industrias clásicas de combustibles fósiles se incinera petróleo, carbón o gas natural para obtener calor, el cual hierve las aguas para producir vapor y este finalmente produce electricidad mediante el impulso de turbinas.
Para la obtención de energía nuclear se utilizan reactores. Un reactor nuclear es una serie de máquinas las cuales son capaces de controlar la fisión nuclear para obtener electricidad. Estos hacen uso del uranio como fuente de combustible y materia prima para la generación.
En el interior de un reactor nuclear, los átomos de uranio son forzados a separarse y en este proceso desprenden pequeñas partículas de fisión, quienes desencadenan la ruptura de otros átomos de uranio provocando lo que se llama una reacción en cadena la cual emite calor.
Este calor generado, recalienta el agente refrigerante (usualmente agua, sal fundida o metal líquido) que se encuentra dentro del reactor para generar vapor. Este vapor consecuentemente es dirigido a las turbinas de giro que a su vez accionan activan los generadores para finalmente producir electricidad.
La energía nuclear se produce mediante dos procesos distintos. Estos procesos se conocen como fisión y fusión nuclear.
Fisión nuclear
Es el procedimiento de dividir un átomo en 2 partes para liberar energía. Puede ser el resultado de una simple descomposición natural o desencadenarse dentro de un laboratorio. Es una potente fuente de electricidad la cual viene acompañada de una serie de preocupaciones políticas, medioambientales y de seguridad.
En el proceso de liberación energética, un reactor nuclear divide los núcleos de los átomos de uranio. Mediante esta separación se crean dos productos similares correspondientes a la mitad de la masa del original, produciendo así enormes volúmenes de energía.
La fisión nuclear es el procedimiento físico responsable de todos los tipos de generación energética nuclear, tanto en las armas como en las centrales nucleares.
Cabe destacar que todo este proceder, genera también, radiaciones y residuos radiactivos que son altamente contaminantes para el planeta y el medio ambiente en general.
Fusión nuclear
A la fusión nuclear se le considera como la fuente energética del futuro. Es lo que proporciona al sol y a las estrellas la capacidad para brillar continuamente durante miles de millones de años hasta hoy.
La fusión nuclear es cuando distintas partículas atómicas se unifican con el objetivo de crear un átomo más grande. Los reactores de fusión combinan los átomos de hidrógeno para crear átomos de helio, neutrones y otras formas de energía. Este es el mismo tipo de energía nuclear utilizada en las bombas de hidrógeno.
Este método se ha usado anteriormente en la producción de bombas nucleares. Pero fuera de eso hasta el momento no se ha encontrado forma alguna de controlarla para sacar de ella energía utilizable. A diferencia de la fisión nuclear, no hay límite en la cantidad de fusión que puede ocurrir.