¿Qué es la energía nuclear y los diversos problemas de la energía nuclear?

La generación de electricidad utilizando energía nuclear comenzó en la década de 1940 después de la horrenda Segunda Guerra Mundial. Cuando finalmente prevaleció la paz, los científicos comenzaron a investigar cómo las reservas nucleares podrían convertirse en una fuente de energía útil para que el mundo se recupere. El potencial de la electricidad enormemente barata llevó a muchas naciones a comenzar a desarrollar la energía nuclear.

Las preguntas que permanecían en la mente de la mayoría de las personas eran: ¿finalmente se liberaría la electricidad? ¿Podría la energía nuclear alimentar industrias, automóviles y hogares? Aunque en ese momento se trataba de cuestiones difíciles y las consecuencias de la energía nucleoeléctrica eran nefastas, una cosa era cierta; la energía nuclear era la energía del futuro. El mejor momento de la energía nuclear llegó a principios de la década de 1970, cuando la guerra en el Medio Oriente era desenfrenada. Esto provocó que los precios del petróleo se dispararan. La construcción de plantas de energía nuclear se aceleró a un ritmo deslumbrante. Se construyeron más reactores nucleares entre 1970 y 1985, y así surgió la proliferación de plantas de energía nuclear.

¿Qué es la energía nuclear? Usted pregunta. Antes de definir la energía nuclear, veamos las diferentes sustancias que se unen para formar un átomo, que es el elemento clave en la producción de energía nuclear.

Un átomo, esencialmente, es el bloque de construcción de la materia. Está compuesto por el núcleo, que contiene 3 pequeños tipos de partículas conocidas como partículas subatómicas que incluyen neutrones (tienen carga eléctrica negativa), protones (tienen carga electoral positiva) y electrones (partículas cargadas negativamente que giran alrededor del núcleo). Los protones y los electrones normalmente se atraen entre sí. El núcleo se mantiene unido por energía. Una gran cantidad de energía está contenida en un núcleo denso de átomos. La cantidad de protones contenidos en un átomo determina en gran medida las propiedades físicas de un elemento. Entonces, la energía nuclear es energía contenida en el núcleo o núcleo de un átomo.

La energía nuclear se puede utilizar para generar electricidad. Sin embargo, primero debe liberarse del átomo. Esto requiere la división del átomo. Esto sucede a través de un proceso conocido como fisión nuclear en el que los átomos se dividen para descargar grandes cantidades de energía.

Con el agotamiento de los recursos y la alta demanda de energía, el mundo está mirando hacia la energía nuclear como su fuente que se crea a partir del núcleo de un átomo. La energía nuclear, como dice el término, se libera desde el núcleo mismo de un átomo. Esto sucede como resultado de que su masa se convierte en energía. Aunque la energía nuclear es más segura que quemar electricidad para obtener combustibles fósiles, sigue siendo un peligro para nuestra salud y el medio ambiente.

¿Cómo funciona la energía nuclear?

Si observa la mayoría de las plantas de energía tradicionales (petróleo, carbón y gas natural), encontrará que dependen de una especie de mecanismo de generación de calor, que luego crea vapor. El vapor hace que la turbina gire y, en última instancia, genera electricidad. Las plantas de energía nuclear, que se utilizan para producir energía nuclear, funcionan de manera muy similar a estas plantas de energía tradicionales, solo que la gran diferencia radica en la fuente de calor. En las plantas tradicionales de combustibles fósiles, se quema petróleo, carbón o gas natural para generar el calor. El calor hierve el agua para producir vapor. El vapor se dirige para hacer girar una turbina y, en consecuencia, generar electricidad.

Por otro lado, la fuente de calor de las centrales nucleares es el resultado de la división de los átomos, un proceso conocido como fisión nuclear.

La energía nuclear se produce a través de dos procesos diferentes: fisión nuclear y fusión nuclear.

Fisión nuclear

Es el proceso de dividir un átomo en 2 partes para emitir energía. La división de un átomo puede ser el resultado de una descomposición natural o desencadenarse dentro de un laboratorio. Es una potente fuente de electricidad, pero también conlleva una serie de preocupaciones políticas, ambientales y de seguridad.

La fisión nuclear es el proceso de liberar la energía atómica al dividir el núcleo creando así dos productos de aproximadamente la mitad de la masa del original. Un reactor nuclear divide los núcleos de los átomos de uranio, creando grandes cantidades de energía. Este proceso también crea desechos radiactivos y radiación, que pueden contaminar el medio ambiente. La fisión nuclear es el proceso físico responsable de todos los tipos de generación de energía, incluida la utilizada tanto en armas nucleares como en plantas de energía nuclear.

Fusión nuclear

La fusión nuclear es la fuente de energía del futuro. Es lo que proporciona al sol y a las estrellas la energía para brillar continuamente durante miles de millones de años. La fusión nuclear es cuando múltiples partículas atómicas se unen para crear un átomo más grande. Los reactores de fusión unen átomos de hidrógeno para formar átomos de helio, neutrones y otras formas de energía. Este es el mismo tipo de energía nuclear que se utiliza en las bombas de hidrógeno. La fusión se ha utilizado aquí en la tierra para producir bombas nucleares, pero aún no se ha controlado para que podamos obtener energía útil. A diferencia de la fisión nuclear, no hay límite en la cantidad de fusión que puede ocurrir.

¿Qué sucede en un reactor nuclear?

Un reactor nuclear es una cadena de máquinas que pueden controlar la fisión nuclear para generar electricidad. Los reactores nucleares utilizan gránulos de uranio como fuente de combustible para generar electricidad. Dentro de un reactor nuclear, los átomos de uranio se ven obligados a dividirse. En el curso de la división, los átomos emiten pequeñas partículas conocidas como productos de fisión. Los productos de fisión hacen que otros átomos de uranio se rompan y provoquen una reacción en cadena. Esta reacción en cadena emite calor.

Este calor generado por el proceso de fisión nuclear calienta el agente refrigerante (generalmente agua) contenido en el reactor nuclear. Otros reactores utilizan sal fundida o metal líquido como agentes refrigerantes. La fisión nuclear calienta el agente refrigerante para generar vapor. Luego, el vapor se dirige para hacer girar turbinas. Las turbinas accionan motores o generadores, que generan electricidad.

La electricidad generada se puede regular mediante varillas de materiales conocidos como veneno nuclear. Las reacciones de fisión nuclear producen subproductos químicos, que se absorben utilizando los venenos nucleares. Un ejemplo clásico de veneno nuclear es el elemento químico xenón. Se supone que las reacciones en cadena son más lentas y controladas, razón por la cual se incorporan más barras de veneno nuclear. Si se necesita más electricidad, se eliminan las varillas de veneno nuclear, lo que provoca una reacción en cadena más fuerte.

Estadísticamente, aproximadamente el 15% de toda la electricidad mundial es producida por plantas de energía nuclear, con Estados Unidos a la cabeza con más de 100 reactores. Sin embargo, los combustibles fósiles y la energía hidroeléctrica todavía dominan la generación de electricidad de los Estados Unidos. Estados como Francia, Eslovaquia y Lituania todavía generan un mayor porcentaje de su electricidad a partir de centrales nucleares.

¿Cuáles son los diversos problemas de la energía nuclear?

Aunque se ha demostrado que la energía nuclear produce grandes cantidades de energía, tiene sus propias ventajas y desventajas. Ha sido validado como recurso energético ecológico ya que produce energía sin emitir gases de efecto invernadero a la atmósfera. Algunos de los problemas asociados con la energía nuclear incluyen:

Derretimiento del reactor nuclear

Una fusión nuclear es una situación en la que un sobrecalentamiento intenso del reactor nuclear conduce a la fusión del núcleo del reactor. Si se produce una falla en el sistema de enfriamiento del reactor, podría dejar que uno o más elementos de combustible nuclear superen su punto de fusión, lo que provocaría una fusión. Una fusión podría diseminar significativamente materiales radiactivos peligrosos en el medio ambiente.

Efectos sobre la salud humana

Todos los días, los seres humanos están expuestos de forma natural a la radiación que emana de los rayos solares y a procedimientos médicos como rayos X, tomografías computarizadas o medicamentos nucleares como la resonancia magnética que utilizan una amplia gama de radiación para diagnosticar y tratar complicaciones de salud. Esta baja exposición a la radiación del sol y los procedimientos médicos no tiene un impacto importante en la salud humana. Sin embargo, la exposición a altos niveles de radiación a lo largo del tiempo daña las células del cuerpo, lo que podría causar cáncer. Del mismo modo, una dosis aguda de radiación de alto nivel conduce a la enfermedad por radiación, una dolencia provocada por la exposición de alto nivel a la radiación durante un período corto. Una víctima de la enfermedad por radiación manifestará síntomas como pérdida de cabello, vómitos, quemaduras en la piel, diarrea, náuseas y posiblemente la muerte.

Se han planteado preocupaciones sobre la salud ambiental con respecto a la generación de energía nuclear. Estas plantas utilizan agua procedente de ríos y lagos para sus sistemas de refrigeración. Esta agua se utiliza normalmente para disipar el calor y una vez utilizada; se permite que fluya de regreso al río o lago a una temperatura relativamente alta. Esta agua viene junto con metales pesados ​​y sales. Combinados con las altas temperaturas, estos metales pesados ​​y sales pueden acabar con los peces y la vida vegetal en los ecosistemas de ríos y lagos.

Preocupaciones de seguridad

Después de los ataques del 11 de septiembre, a los gobiernos les preocupaba que los terroristas pudieran poner sus ojos en las plantas nucleares para liberar material radiactivo. Aunque no hay estudios auténticos que indiquen cómo un reactor nuclear podría soportar un ataque terrorista, vale la pena entender que los muros de contención alrededor del reactor están construidos de manera característica con un revestimiento interior de acero envuelto en un hormigón de 2 a 5 pies o fortificado. Estas plantas de energía están especialmente construidas para resistir los efectos de terremotos, avionetas, tornados y huracanes.

Eliminación de desechos radiactivos

La eliminación de desechos radiactivos producidos durante la fisión nuclear se considera el mayor desafío logístico que acompaña a una planta de energía radiactiva. La razón es que estos desechos radiactivos son prácticamente imposibles de eliminar mediante métodos tradicionales, ya que algunos tipos, como las barras de combustible nuclear gastado, permanecen activas durante cientos, si no miles, de años. Esto genera un gran desafío con respecto a la eliminación.

El futuro de la energía nuclear

La energía nuclear es una fuerza poderosa. Se ha intentado encontrar otras formas constructivas de aprovecharlo. La energía nuclear es una fuente importante de energía en muchos países. 442 reactores nucleares están operando en todo el mundo con una capacidad total de 300.000 MW en el año 2014. Dos veces y media esta cantidad se sumará para 2030 y cuatro veces más para 2050, dice la Agencia Internacional de Energía Atómica (OIEA), el bastión de la comunidad nuclear mundial.

Los precios más altos del petróleo y el gas hacen que alternativas como la energía nuclear sean más atractivas y se espera que conduzcan al crecimiento de la capacidad de generación nuclear en todo el mundo. Las mejoras en el diseño de los reactores aumentan la seguridad, aumentan la eficiencia y reducen los costos, haciendo de la generación nuclear una fuente de energía económicamente atractiva. Muchos países, incluido el Reino Unido, han afirmado recientemente su intención de continuar utilizando la energía nuclear para la generación de electricidad, y aunque esta decisión ha sido condenada por grupos de presión antinucleares, todo indica que la energía nuclear seguirá siendo un factor importante. fuente de energía para nosotros durante mucho tiempo.

Persisten las preocupaciones ambientales sobre la eliminación del combustible nuclear gastado, y los países están abordando esas preocupaciones de diferentes maneras. Estados Unidos está desarrollando una instalación de eliminación en propiedad gubernamental, pero esta solución es en sí misma controvertida.

Crédito de la imagen: PDP

Author: poweb

Diseñador web, siempre he querido poner mi granito de arena para la conservación del planeta. Lo intento con esta web y algunas otras.

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