Nuclear

Los expertos explican que cuando se quema carbón en una caldera, lo que se hace es aprovechar la energía de moléculas reordenadas de diferentes materiales; en este caso, carbón con oxígeno producen bióxido de carbono y se libera energía. Este proceso se realiza a nivel de electrones, pero cuando se trabaja con núcleos se le denomina energía nuclear; si se rompe un átomo en dos se le llama proceso nuclear de la fisión, y si se juntan dos se le conocerá como fusión. En 1932, el físico inglés James Chadwick descubrió el neutrón, y con dichas investigaciones Enrico Fermi se abriría paso para construir, en Chicago, la primera pila o reactor nuclear. Un año más tarde, los esposos Frédéric Joliot e Irene Curie descubren que al bombardear una delgada lámina de aluminio con partículas alfa (núcleos de helio) provenientes de una fuente de polonio, se produce una radiación muy intensa. Es así como nace la radiactividad artificial.

¿Cómo se obtiene?

Un reactor es un sistema en el cual se libera calor como producto de la fisión nuclear controlada, el cual se aprovecha para generar electricidad, producir radioisótopos y hacer investigaciones científicas. Para su funcionamiento, el reactor requiere de combustible: uranio y torio son los elementos más adecuados. En el núcleo del reactor se encuentran las barras de combustible, el moderador, el refrigerante, las barras de control, el reflector y la fuente de neutrones. Todos ellos están protegidos, para evitar que salgan las radiaciones, con una gruesa capa de acero y posteriormente con una protección de concreto armado. El moderador se encarga de frenar los neutrones para aumentar la posibilidad de producir fisiones nucleares. Como moderadores se utilizan el agua pesada (bióxido de deuterio) y agua natural. El reflector se encarga de reducir las pérdidas de neutrones en las paredes del núcleo del reactor. Las barras de control al sumergirse absorben gran cantidad de neutrones; éstas son generalmente de boro o cadmio, y su función es controlar la potencia del reactor al grado de poder pararlo inmediatamente. El refrigerante es el fluido que absorbe el calor producido por la fisión y lo transporta fuera del núcleo del reactor. En algunos casos el moderador y el refrigerante son de la misma sustancia, por ejemplo, de agua; pero el refrigerante puede ser de sodio líquido, una mezcla de sodio y potasio, bióxido de carbono o helio. El calor producido por la fisión se lleva fuera del núcleo y mediante un intercambiador de calor (excepto en el caso en que el refrigerante sea agua) se aprovecha para producir vapor de agua, que va directamente a una turbina conectada a un generador, para así producir energía eléctrica.

Por su parte, la reacción de fusión necesita vencer la fuerza de repulsión de los núcleos que se quieren fusionar. Esto sólo se ha logrado elevando la temperatura del combustible de fusión a varias decenas de millones de grados, es decir, en estado de plasma; en términos generales consiste en un gas cargado eléctricamente, en el cual las elevadas temperaturas hacen que se separen los electrones del gas. Sin embargo, no existe un material que pueda guardar al gas cargado o plasma; por eso se requieren grandes imanes eléctricos (electroimanes) y que el gas tenga la forma de un toro o dona. Sólo manteniendo estas condiciones, aproximadamente en pulsos de un segundo de duración, se puede producir una reacción de fusión, en la que haya ganancia de energía y ésta se pueda aprovechar. Este tipo de confinamiento se denomina magnético y el dispositivo más utilizado para lograrlo fue propuesto por los físicos soviéticos Igor E. Tamm y Andréi D. Sajarov, en 1950. Otra forma de lograr la fusión es el método de confinamiento inercial, donde se ha utilizado un láser muy potente (de 30, 000, 000, 000 de watts) que se parte en varios rayos y el pulso tiene una duración de una mil millonésima de segundo. Los “brazos” del láser se hacen incidir en una minúscula pelotita que contiene deuterio y tritio; esto provoca un gran aumento repentino de la presión y temperatura en la cápsula con deuterio y tritio, y la fuerza de inercia comprime a los núcleos hasta lograr la fusión.

Desventajas y accidentes fatales

Cada tipo de reactor tiene ventajas y desventajas; sin embargo, una condición que todos deben satisfacer es la seguridad, es decir, una alta probabilidad de que no ocurran accidentes, ya que los productos de fisión son altamente radiactivos lo que puede constituir una amenaza para cualquier forma de vida y afectar el medio ambiente. Los países en desarrollo insisten en que están listos para lidiar con plantas nucleares; sin embargo, hay antecedentes que causan preocupación. Miles de personas mueren anualmente en sus minas de carbón y otros miles en incendios, explosiones y demás accidentes atribuidos con frecuencia a malas medidas de seguridad y a que los trabajadores ignoran esas medidas. Un estudio finlandés publicado en el 2005 dice que el índice anual de fatalidades industriales en la India es de 11.4 personas por cada 100,000 trabajadores, y que hay 8,700 accidentes por cada 100,000 trabajadores. El almacenamiento de desperdicios radioactivos, que siguen siendo tóxicos por miles de años, es otro problema, lo mismo que el cierre de plantas nucleares que ya no son seguras.

En la actualidad hay más de 100 plantas nucleares en distintas etapas de construcción o planificación y aproximadamente la mitad se encuentra en China, India y otras naciones en desarrollo. Argentina, Brasil y Sudáfrica se proponen ampliar programas ya existentes, en tanto que Vietnam, Tailandia, Egipto y Turquía son algunos de los países que planean construir su primer reactor nuclear. Gran Bretaña ha expresado un renovado interés en la energía nuclear y anunció la construcción de varias plantas nucleares. Éstas producen actualmente alrededor del 20% de la electricidad que consume el país, pero la mayoría deben dejar de funcionar para el 2023. China tiene 11 plantas nucleares y espera contar con otras 30 para el 2020. Un informe del Instituto de Tecnología de Massachusetts indica que los chinos deberían construir 200 reactores más para el 2050 si quieren mantener su actual ritmo de crecimiento. La transparencia en la industria nuclear será un tema más delicado todavía en este país, cuyo gobierno controla la información. La Agencia Internacional de Energía Atómica calcula que, al paso actual, se podría duplicar la cantidad de gigavatios generados por reactores nucleares en dos décadas y representar el 13.3% de la electricidad generada en todo el mundo. Philippe Jamet, director del departamento de seguridad en las instalaciones nucleares de la Agencia Internacional de Energía Atómica (AIEA), asegura que los antecedentes de la industria son ”impecables”. Pero advierte que los países que incursionan por primera vez en este campo ”tienen que aprender, y aprenden de sus errores”. Dependiente de las Naciones Unidas, la AIEA fue creada en 1957 para evitar errores y suministrar controles de calidad y conocimientos a los países con programas nucleares, al tiempo que supervisa los tratados en esta materia.

Pese al rechazo social que ha ocasionado la energía nuclear por los accidentes ocurridos y por el destino de los desechos radiactivos, la tecnología nuclear es un recurso que se debe conocer y considerar dentro de las posibilidades energéticas, porque es un recurso real que proporciona a la población grandes cantidades de energía eléctrica. En el cuadro X se proporciona la radiación que recibe un ser humano en un año. Como puede observarse, la cantidad de radiación natural es superior a la artificial.

Fuentes

Tonda, Juan. El oro solar y otras fuentes de energía: VIII La energía de los núcleos de los átomos. www.omega.ilce.edu.mx
Associate Press 21 de enero de 2008 (AP) www.cnnexpansion.com
Pablo Mulás del Pozo, Director Ejecutivo de la Asociación Mexicana de Energía y Desarrollo Sustentable (AMEDES)
www.cfe.gob.mx