¿En qué consiste la energía de fisión y fusión nuclear?
La energía nuclear se obtiene cuando se convierte la masa en energía. Hay dos procedimientos posibles para realizar este proceso: la fisión y la fusión. La fisión rompe algunos átomos de gran tamaño, mientras que la fusión une pequeños átomos. En los dos tipos de reacciones se desprende energía. Los científicos han sido capaces de controlar la fisión nuclear para generar energía eléctrica, pero todavía no controlan los procesos de fusión. La energía nuclear puede ser muy necesaria en el futuro cuando se produzca la previsible crisis de los hidrocarburos.
La energía de fisión
En la fisión nuclear se produce energía bombardeando con neutrones el núcleo de un isótopo de uranio (el combustible), para dividirlo produciendo isótopos más ligeros y nuevos neutrones. Si este proceso se realiza de forma controlada se produce una reacción en cadena que genera mucho calor, En los reactores se utilizan unas barras deslizantes de boro o cadmio, que absorben neutrones, para regular el número de fisiones producidas. El número de neutrones absorbidos varía según se introduzcan más o menos estas barras de control entre las varillas de combustible, controlando así la energía que se produce.
El calor producido en los reactores de fisión es utilizado para evaporar agua y generar electricidad a través de una turbina de vapor. Existen diversos tipos de reactores que difieren en los sistemas de control y refrigeración.
Uno de los factores que limitan el uso de la energía nuclear es la disponibilidad del uranio, 1.a tecnología actual solo puede utilizar el isótopo U235, que representa únicamente el 0,7% del uranio natural. Se han diseñado reactores capaces de transformar los isótopos U238 y Th232 en material fisionable para aumentar los recursos de combustible nuclear.
La construcción de una central nuclear requiere unos estudios, previos que garanticen su seguridad y analicen los posibles impactos en el medio ambiente. Las normas de seguridad exigen protección frente a riesgos naturales, la absorción de las radiaciones emitidas y la presencia de barreras.que impidan la salida de sustancias radiactivas al exterior. También es necesario establecer planes de alarma y evacuación para las zonas cercanas.
La generación de electricidad en una central nuclear no produce contaminantes atmosféricos, aunque sí mucho calor, que debe disiparse hacia el medio ambiente, generalmente mediante la transferencia a los .ríos o las aguas marinas.
Otro problema importante es la generación de residuos muy radiactivos que siguen siendo tóxicos durante miles de años. Es muy difícil encontrar un lugar seguro para estos residuos, y su almacenamiento supone la transmisión del problema a las generaciones futuras.
Energía nuclear de fusión
La energía nuclear de fusión consiste en unir dos núcleos atómicos ligeros para formar uno más pesado, liberando energía.
La fusión termonuclear controlada es una opción para evitar el peligroso almacenamiento de residuos de la fisión. si se consigue superar el problema de la complejidad tecnológica de los dispositivos para fusión.
Estajenergía es la qug se produce en el interior de las estrellas. Los combustibles que se pueden utilizar son abundantes: el deuterio. que forma parte del agua de mares y océanos, y el tritio, que se .podría producir a partir del litio.
De las reacciones de fusión, la ele deuterio-tritio es la más interesante para temperaturas relativamente bajas y, por tanto, la más fácil de obtener de manera controlada. La reacción genera un neutrón de alta energía y helio.
El deuterio es abundante en el agua del mar (30 g/m3), pero el tritio no existe en estado natural, ya que es radiactivo con una vida media de 12,36 años, y hay que producirlo en el mismo reactor a partir del litio.
El litio natural (92,5% 7Li y 7,5% 6Li) es un elemento abundante en la corteza terrestre (30 ppm: partes por millón) y en menores concentraciones en el mar.
Los neutrones se combinan con el litio para producir tritio. Al frenar los neutrones, el manto fértil se calienta y el refrigerante que circula en su interior transfiere el calor fuera del área del reactor, de tal modo que se producirá vapor de agua que generará finalmente electricidad de un modo convencional.
El otro combustible posible, el deuterio, es un objetivo para conseguir a largo plazo que tiene la siguientes ventajas: no es radiactivo, no se necesita un manto fértil para producirlo, e induce radiactividad de bajo nivel en la estructura. La reacción produce helio-3 y un neutrón, o tritio y un protón.
