Energía Atómica o Nuclear: Concepto, Usos y Ejemplos

¿Qué es la energía atómica o nuclear?

La energía atómica es la que se libera de las reacciones nucleares. Se la conoce, por eso, como energía nuclear.

Es usada para la construcción de bombas de grave daño masivo como ocurrió en Hiroshima y Nagasaki, Japón, en 6 y el 9 de agosto de 1945, respectivamente.

Hoy en día la energía atómica se ha ampliado para ser usada por el ser humano en aspectos que tienen que ver con su bienestar, como:

  • La generación de energía eléctrica en las centrales nucleares.
  • El análisis de datación arqueológica conocida como arqueometría nuclear.
  • La medicina nuclear usada en los hospitales.

La energía nuclear, entonces, puede transformarse y dar lugar al armamento nuclear, o puede ser controlada en reactores nucleares para producir energía eléctrica, energía mecánica o energía térmica.

Ventajas y desventajas de la energía nuclear

¿Qué ventajas tiene?

Las ventajas son muchas, pero entre las principales se encuentran:
  • La generación de gran cantidad de energía eléctrica, lo cual beneficia a grandes conglomerados de personas, especialmente en climas muy fríos, además de que las centrales nucleares generan electricidad todo el año, lo cual hace los precios más accesibles.
  • No se producen gases de efecto invernadero como el CO2 y el N2O.El humo que usted observa en las chimeneas de las centrales, es vapor de agua, por lo que las chimeneas no contaminan el aire.
  • Se reduce el uso de combustibles fósiles para obtener electricidad, algo muy conveniente porque se están consumiendo más combustibles fósiles de los que se producen, por lo cual nos estamos quedando sin reservas.
  • Quienes defienden este tipo de energía señalan que provoca un daño menor al medio ambiente, porque evita la emisión de los gases de efecto invernadero y el uso de combustibles fósiles.

energía nuclear o atómica

¿Qué desventajas tiene?

Las desventajas de la energía atómica son las siguientes::
  • No se ahorra tanto en combustibles fósiles, porque este tipo de combustible se usa en gran medida para el transporte, no para producir electricidad.
  • Produce radiación. Los desechos de la fisión nuclear son muy peligrosos y pueden darse vertidos tóxicos que contaminen el medio ambiente; hay informes de pérdidas de la biodiversidad o de malformaciones de cuerpos de seres vivos en crecimiento y fetos, además de problemas de salud como el cáncer.
  • Aunque las centrales cuentan con sistemas de seguridad muy sofisticados, se han dados casos de accidentes nucleares como los de Chernobil o Fukushima, lo que crea temor en la población.
  • Riesgo de utilización nuclear en la guerra, como sucedió en Japón durante la Segunda Guerra Mundial, el cual siempre ha estado latente, la última vez durante la crisis de los misiles entre Estados Unidos y la Unión Soviética, en 1962.

¿Cómo se produce la energía atómica?

  1. Se produce mediante un proceso en el que se desintegran los átomos del uranio.
  2. Al desintegrarse los átomos, la energía que libera el uranio produce calor con el que se hierve el agua que se encuentra en los reactores nucleares.
  3. Para analizar el proceso de la energía atómica es necesario conocer la diferencia entre fisión y fusión nucleares.
  4. La fisión nuclear es la que se usa para obtener la energía atómica, separando los núcleos, ya que es la que se ha logrado manejar mejor y contener para su distribución en forma de otras energías.
  5. En cambio, la fusión nuclear, es la que se realiza mediante la unión de los núcleos, produciendo, también, energía.
  6. En el caso de los reactores nucleares, el calor se obtiene por las reacciones de fisión de los átomos del combustible. Todas las centrales nucleares en producción utilizan la fisión nuclear.
  7. La fisión nuclear es la que se produce cuando el núcleo de un átomo captura un neutrón (fisión inducida).
  8. También la fisión nuclear se produce de manera espontánea cuando se desestabiliza el isótopo (fisión espontánea).
  9. La fusión nuclear alude a la unión de dos núcleos atómicos por igual.
  10. Cuando la fusión se produce, el núcleo absorbe mucha energía, la cual se obtiene por los ratos gamma y la energía cinética que propicia el movimiento de los neutrones al liberarse.

¿En qué unidades se mide?

Hay varias unidades de medida de la radiación, unas tradicionales y otras del Sistema Internacional de Unidades (SI).

Las unidades tradicionales son el Rôentgen, el Rad, el REM.
Las unidades del Sistema Internacional más utilizadas son el Columbio/kg, el Gray (Gy) y el Sievert (Sv).

La Fundación de Educación Oracle ThinkQuest describe cada una de las unidades de la siguiente manera:

  • Unidades Roentgen.El roentgen es una unidad de medida utilizada para medir las emisiones de rayos gamma en el aire, de acuerdo con la NASA.
  • Unidades Rad. El rad es una unidad de medida utilizada para contabilizar la cantidad de energía nuclear, o radiación absorbida por los materiales vivos y no vivos, de acuerdo con la NASA.
  • Unidades Rem. El rem es una unidad de medida utilizada para determinar la cantidad de daño biológico provocado por la energía nuclear.

¿Cómo se transforma la energía atómica?

La energía calorífica en forma de agua se transforma en energía mecánica en una turbina y, después, la energía mecánica se transforma en energía eléctrica mediante un generador.

La transformación de  energía nuclear en electricidad se produce por etapas. 

  1. Se produce la fisión de los núcleos de uranio o plutonio en el reactor nuclear, lo cual emite gran cantidad de energía en forma de calor.
  2. El calor liberado eleva la temperatura del agua en la caldera hasta el punto de ebullición.
  3. El vapor de agua formado es conducido a unas turbinas que a su paso comienzan a girar.
  4. Un generador transforma la energía cinética de las turbinas en energía eléctrica, que luego es distribuida para su posterior consumo.
  5. En las centrales nucleares es fundamental el control de la temperatura de reacción, por lo que se necesita un sistema de refrigeración que disminuya la temperatura del agua para que vuelva a la caldera, pero debe ser enfriada para evitar su alteración.

¿Cómo se almacena la energía nuclear?

La energía nuclear, de por sí, es la energía almacenada en el núcleo de los átomos y que se libera en las reacciones nucleares de fisión y de fusión.

energía nuclearPero el  almacenamiento del material residual de las estaciones nucleares  es un punto de discusión importante en los países que tienen programas nucleares, pues ese material se considera estratégico.

Algunos países consideran el combustible irradiado como un recurso energético debido a que su contenido remanente de uranio y plutonio puede ser recuperado y reutilizado para la producción de más energía.

Otros lo consideran un residuo, utilizando la excusa de los problemas económicos y de riesgos en el reprocesado y reciclaje.

Por eso se debe disponer de una  alta capacidad de almacenamiento tanto para el combustible irradiado  como para los residuos de alta actividad en tanto se buscan fórmulas más permanentes en cada región.

En este sentido se pueden disponer de diferentes espacios para el almacenamiento, como el almacenamiento en vía húmeda (piscinas) o en vía seca (contenedores, nichos y bóvedas)

¿Qué necesitamos para producir energía atómica?

La materia prima para obtener energía nuclear es el uranio, que es un elemento químico metálico, levemente radiactivo, que se conoce con el símbolo U.

Su número atómico es el 92, porque tiene 92 protones y 92 electrones, y su núcleo tiene 146 neutrones.

Después del uso del uranio para la obtención de energía, se producen  residuos, como el plutonio, que es muy contaminante  y más radiactivo que el mismo uranio.

Durante la fisión de los núcleos de los átomos de uranio, algunos de los neutrones liberados provocan que estos núcleos se conviertan al plutonio, lo cual sucede especialmente con el uranio-235.

¿Es un tipo de energía eficiente?

No solo eficiente sino económica y segura.

En España se hicieron pruebas de resistencia en las centrales nucleares y sus resultados fueron evaluados en forma rigurosa y detallada por el organismo regulador independiente, el Consejo de Seguridad Nuclear, en el plazo requerido por la Unión Europea.

Los resultados del informe pusieron de manifiesto que no solamente se cumplían las bases de diseño establecidas para cada instalación, sino que existían márgenes adicionales que aseguraban el mantenimiento de las centrales ante sucesos extremos que se pudieran presentar.

La energía nuclear no solo es imprescindible dada la alta eficiencia que ha demostrado sino por  la garantía de suministro, la competitividad de los costes y el respeto al medio ambiente. 

¿Es una energía renovable o no renovable?

La fisión nuclear del U-235 libera una gran cantidad de energía que se usa en la planta nuclear para transformar agua en vapor.

Con ese vapor se mueve una turbina que genera electricidad, proceso en el cual es fundamental el uranio que se usa para su realización.

Pero como el uranio se encuentra en cantidades limitadas en la naturaleza, la energía atómica o nuclear es no renovable.

Además, existe mucha controversia en cuanto a la seguridad de las centrales nucleares. A pesar de que se tomen muchas precauciones, un desastre en una central nuclear tiene un daño ecológico brutal.

Por lo que a pesar de ser un tipo de energía muy eficiente, también tiene un  potencial contaminante demasiado elevado  para considerase como energía renovable. Aunque hay diversas opiniones al respecto.

Un poco de historia sobre la energía nuclear o atómica

bomba nuclear energía atómicaLa descubridora de la fisión nuclear fue Lise Meitner, científica austríaca nacida en 1878 en Viena.

Pero, por ironías de la vida, no fue a ella a quien se le otorgó el Premio Nobel de Física por este descubrimiento, sino a su compañero Otto Han.

Meitner debió abandonar su país por ser judía, en 1938, ante la agresión nazi, y se trasladó a Estocolmo, Suecia, donde realizó sus trabajos de fisión nuclear junto a su sobrino Otto Frish, Otto Han y Frizt Strassmann.

Ellos produjeron el primer ejemplo de fisión nuclear creado por personas, aunque no se dieron cuenta hasta que ella supo interpretar los resultados.

En 1939 Han publicó  el trabajo sin la firma de Meitner aduciendo que esta era judía  y que los nazis no le hubieran permitido publicarlo, por lo que el comité del Nobel le concedió el premio solo a él en 1944.

Meitner vivió en Estados Unidos donde aportó los conocimientos para el desarrollo de  la bomba atómica  y le fueron concedidos varios premios por su eficiencia en investigación.

Murió en Cambridge en 1968, y en su lápida, su sobrino Otto Frish escribió: “Lisa Meitner, una física que nunca perdió su humanidad”.

 

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Mi nombre es Teresa Vaz Ferrà y soy estudiante de Biología en Barcelona. Me gusta colaborar con esta página porque desde bien joven me ha encantado el funcionamiento de la naturaleza y la biología. Tenía claro que quería estudiar algo relacionado con estos temas y por eso me acabé decidiendo por Biología.

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