Energía Nuclear

Energía Nuclear – Entendiendo lo Básico
La energía nuclear atemoriza a muchos de nosotros, porque realmente no sabemos cómo funciona. Dependiendo de nuestra generación, quizás tengamos ideas preconcebidas moldeadas por los prejuicios de la cultura popular y la distorsión de los medios de comunicación. O quizás sólo sepamos que han ocurrido accidentes en el pasado, y que van a ser posibles en el futuro. Revivimos las imágenes horribles del terremoto del 2011 y el tsunami en Japón, y cuestionamos las medidas de seguridad y de control de daños de la planta nuclear de Fukushima. Recordamos el desastre de Chernobyl y el incidente de la Isla de las Tres Millas, y nos preguntamos acerca de la lluvia radiactiva final de esos acontecimientos. Ciertamente, al igual que otras fuentes de generación de energía eléctrica alrededor del mundo, la energía nuclear tiene riesgos inherentes que deben ser comprendidos y considerados.

Sin embargo, a fin de desmitificar la energía nuclear, es importante tener una comprensión básica de la tecnología nuclear, del proceso nuclear, y del ciclo del combustible nuclear. Si comprendemos los conceptos básicos de la energía nuclear, tenemos una base para discutir la seguridad nuclear, la radiación nuclear, y los desechos nucleares.

Energía Nuclear – Comparación con otras Formas de Energía
La energía es generada a partir de recursos naturales tales como el gas, el petróleo, el carbón, el agua, el viento, el sol, y el uranio. Las plantas generadoras de electricidad utilizan el calor o el movimiento de estos recursos para generar la electricidad. La mayoría de las plantas eléctricas producen electricidad hirviendo agua para producir vapor. El vapor es utilizado para girar una turbina. El túnel de la turbina gira un gran rollo de alambre entre dos imanes. Al girar, el rollo de alambre genera electricidad. Por eso es llamado un "generador."

La principal diferencia entre una planta de energía nuclear y otros tipos de plantas de energía es la manera en que el agua es calentada en vapor. En una planta de combustible de gas, petróleo, o carbón, el calor es producido por la combustión del gas, del petróleo, o del carbón. En una planta de energía nuclear, el calor es producido al separar los átomos del uranio.

En pocas palabras, la energía nuclear es una manera muy sofisticada y eficiente de hervir agua y girar una turbina. De hecho, la energía nuclear genera en la actualidad aproximadamente el 20% de la electricidad en los Estados Unidos y el 16% de la electricidad total en el mundo.

Energía Nuclear -- La Fisión Nuclear y el Reactor Nuclear
Cuando un átomo de uranio absorbe un neutrón y se divide, esto produce energía térmica en un proceso conocido como "fisión." En la fisión, dos o más neutrones son liberados del núcleo del átomo de uranio y estos neutrones son entonces libres para rebotar y golpear a otros átomos de uranio, ocasionando que se separen. Este proceso se repite en una reacción en cadena controlada.

Las barras de control son utilizadas para controlar la velocidad de la reacción en cadena, deslizándolas hacia arriba y hacia abajo por el elemento combustible en el núcleo del reactor. Las barras de control contienen ciertas sustancias químicas las cuales tienen estructuras atómicas que absorben neutrones. Básicamente, las barras de control actúan como esponjas de neutrones. Si las barras son levantadas del núcleo, menos neutrones son absorbidos y más neutrones están disponibles para la fisión, lo que genera más energía térmica. Si las barras son bajadas al núcleo, más neutrones son absorbidos, lo que reduce la velocidad de la reacción en cadena y disminuye la producción de energía térmica.

La temperatura en el núcleo del reactor es vigilada cuidadosamente. Si los monitores detectan un cambio inaceptable en la temperatura, el proceso de fisión es detenido automáticamente dejando caer las barras de control en el núcleo.

Energía Nuclear – La Planta de Energía Nuclear
Las partes principales de una planta de energía nuclear son el núcleo del reactor y la estructura de contención. El núcleo del reactor está constituido principalmente por elementos combustibles de uranio y barras de control. El reactor también necesita un líquido refrigerante y un moderador para completar el sistema básico. En la mayoría de las plantas de energía nuclear el líquido refrigerante es simplemente agua. El líquido refrigerante no sólo impide que el núcleo se caliente demasiado, sino que también convierte el calor del reactor en vapor, el cual es necesario para generar electricidad propiamente dicha a partir del proceso de fisión nuclear.

Básicamente, el sistema de refrigeración remueve calor del núcleo del reactor y lo transporta a otra área de la planta, donde la energía térmica puede ser controlada para producir electricidad. Típicamente, el líquido refrigerante caliente será utilizado como una fuente de calor para una caldera, y el vapor presurizado de la caldera hará funcionar a varias turbinas que operan los generadores eléctricos. El agua es también un moderador que reduce la velocidad de los neutrones, lo que permite a los átomos de uranio "atrapar" suficientes neutrones para mantener la reacción en cadena.

La parte final del reactor nuclear es la vasija de presión, la cual rodea y protege los componentes en el núcleo de reactor. La vasija de presión, hecha de acero de 23 cm de espesor que a menudo pesa más de 300 toneladas, proporciona una importante barrera de seguridad adicional en una planta de energía nuclear.

Energía Nuclear – ¿Qué es realmente el uranio?
El uranio es el combustible de la planta de energía nuclear. Desconocido para muchos, el uranio es un elemento químico encontrado en la naturaleza el cual es extraído de la tierra de la misma manera que el oro y la plata. De hecho, el uranio natural es mucho más abundante que el oro y la plata.

Las fuentes conocidas de uranio en el mundo son relativamente abundantes y fácilmente accesibles. También existen muchos lugares en los que las reservas de uranio permanecen sin explotar. Incluso sin las nuevas tecnologías de exploración y extracción, el mundo tiene cientos de años de suministro disponible. Por supuesto, esto no toma en consideración el efecto del incremento de reciclaje del combustible nuclear utilizado en el reactor. También existe el torio, otro metal encontrado en la naturaleza, el cual es cuatro veces más abundante que el uranio. Aunque el torio ha sido considerado tradicionalmente como un desecho en sitios mineros poco comunes alrededor del mundo, ahora está siendo procesado exitosamente como una fuente viable de combustible para reactores nucleares.

Una sola pepita de uranio, aproximadamente del tamaño del borrador estándar de un lápiz, contiene una energía igual a 481 metros cúbicos de gas natural, 807 kilogramos de carbón, o 149 galones de petróleo. Piense en la energía producida por un vagón de carbón comparado con un vagón de elementos combustibles nucleares. Ciertamente, en proporción, el uranio es extremadamente eficiente.

Energía Nuclear – Posibilidades
Mientras que el mundo procura conservar energía y recursos naturales donde puede, la realidad es que el crecimiento económico del mundo y la calidad de vida dependen de una cantidad mínima de energía cada minuto de cada día. La "electricidad de carga básica" es la energía continua, de 24 horas, requerida para operar nuestro mundo. En Los Estados Unidos, aproximadamente el 60% de la electricidad utilizada para operar nuestros hogares, negocios, escuelas, hospitales, ejército, redes de comunicación, servicios de emergencia, y sistemas de transporte son considerados "de carga básica." En pocas palabras, la electricidad de carga básica es un componente clave para nuestro crecimiento económico, seguridad nacional, y calidad de vida.

Con la atención puesta sobre las emisiones de hidrocarburos y carbón, el mundo explora actualmente la viabilidad de "nuevas" alternativas de energía como la eólica, la solar, la geotérmica, y los biocombustibles. Aunque la electricidad de carga básica y los recursos renovables pueden trabajar en conjunto para lograr los objetivos futuros de energía, expertos a través de todo el espectro ideológico concuerdan que cualquier política energética realista debe incluir la energía nuclear.

Se espera que la demanda de electricidad de los Estados Unidos aumente un 40% en los próximos 25 años. Sin embargo, recientes acciones para limitar las emisiones harán imposible el satisfacer esta demanda con las tradicionales plantas de energía de hidrocarburos. A pesar de las contribuciones de las fuentes de energía renovable como la eólica y la solar, la realidad actual es que sólo la energía nuclear puede proporcionar grandes cantidades de electricidad de carga básica sin contaminantes.

Energía Nuclear – El Futuro, Hoy
La industria de energía nuclear en los Estados Unidos proporciona actualmente 20% de nuestras necesidades energéticas con una red segura y confiable de 104 reactores nucleares. No hay duda de que los números cuadran, el medio está disponible, y la tecnología ha sido probada. El público de los Estados Unidos desea una energía que sea limpia, segura, y económica – y la energía nuclear puede satisfacer todos estos criterios.

Por supuesto, la energía nuclear requiere de una estructura de regulación e inspección segura y manejable. Sin embargo, con estas medidas de protección, la tecnología nuclear de hoy ya puede proporcionar una producción de energía segura y expandida. A diferencia de las otras soluciones de "nueva energía", este no es un asunto de investigación y desarrollo tecnológico, ni de tecnología y viabilidad, ni de escalabilidad y sostenibilidad… Es simplemente un asunto de hacer más de lo que funciona, de una manera más segura y eficiente.