Energía nuclear y reacciones nucleares

TEMAS  A TRATAR EN LAS SIGUIENTES LÍNEAS:

–          Introducción a la energía nuclear

–          Reacciones nucleares: Fusión y fisión

     La energía nuclear ha sido un tema muy polémico desde sus inicios, allá por 1942, cuando Enrico Fermi logró llevar a cabo la primera reacción nuclear controlada. Un poco más tarde, el lanzamiento de Little Boy y Fat Man en 1945 sobre las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki conmocionó al mundo entero, desvelando todo su potencial. España inició su particular andadura en generación de energía nuclear en 1969, cuando la central Zorita inició su actividad.

     A pesar de los debates que genera entre los ecologistas antinucleares y los pronucleares, es innegable que la energía nuclear es uno de los descubrimientos más rentables que ha hecho la humanidad. Esto se debe a que la relación entre la cantidad de combustible utilizado y la energía obtenida es muy buena, lo que hace posible producir energía a un precio muy competitivo.

       A día de hoy, la Energía nuclear en España es la tercera fuente de generación de energía eléctrica del país, con un 22% de la producción en 2010. Esta energía se produce en seis centrales nucleares, situadas tal y como se observa en la figura 1, que tienen un total de ocho reactores.

Figura 1. Red española de centrales nucleares

Figura 1. Distribución española de centrales nucleares.

          ¿Pero qué es la energía nuclear? Llamamos energía nuclear a aquella energía que se libera de las reacciones nucleares. Estas reacciones se dan en los núcleos de algunos isótopos de ciertos elementos químicos siendo la más conocida la fisión del uranio-235 (235U). El objetivo de esta primera entrada es definir las reacciones nucleares; que pueden ser de dos tipos: fusión y fisión. Ambas son reacciones exotérmicas y por tanto liberan grandes cantidades de energía.

          Frente al inevitable fin de los recursos no renovables, científicos de todo el mundo se concentran en proyectos para generar nuevas formas de energía. Uno de ellos es el del ITER (Reactor Termonuclear Experimental Internacional) que se basa en la fusión nuclear. La fusión nuclear es el proceso mediante el cual los núcleos ligeros de los átomos se fusionan para formar núcleos más pesados, liberando así mucha energía en la reacción. Éstas reacciones se producen aproximadamente a 150 millones de grados centígrados ya que los átomos necesitan un gran aporte energético para vencer las fuerzas de repulsión. A esa temperatura la materia se encuentra en el estado de plasma, término que se usa para un gas caliente de partículas cargadas eléctricamente (iones). Debido a las difíciles condiciones que se necesitan para llevar a cabo esta reacción (la más importante, la alta temperatura), todavía no se ha logrado la fusión en un laboratorio; aunque ingenieros de todo el mundo están trabajando en ello a día de hoy. La fusión es precisamente el proceso mediante el que se genera la energía del sol y de las estrellas, donde sí se cumplen las condiciones de temperatura citadas anteriormente.

Figura 2. Fusión nuclear

Figura 2. Fusión nuclear (He)

 

 

          La fisión nuclear sí que se ha conseguido llevar a cabo en un laboratorio. Se trata de una reacción en cadena donde se bombardean los núcleos de un átomo fisionable con un neutrón dividiendo así dicho núcleo en diversos fragmentos. Aparte de esto, en cada “choque” se liberan neutrones y energía. Una reacción en cadena se refiere a un proceso en el que los neutrones liberados en la fisión producen una fisión adicional en al menos un núcleo más. Este núcleo, a su vez produce neutrones, y el proceso se repite. El proceso puede ser controlado (energía nuclear) o incontrolada (armas nucleares). La reacción de fisión controlada es la que se utiliza para obtener energía en las centrales nucleares de todo el mundo.

          Para mantener un control sostenido de la fisión nuclear, por cada 2 o 3 neutrones puestos en libertad, sólo a uno se le debe permitir dar a otro núcleo del elemento químico que se esté utilizando. Para controlar la cantidad de neutrones libres, la mayoría de los reactores utilizan barras de control hechas con neutrones de un fuerte material absorbente, como el boro(B) o el cadmio(Cd) que capturan neutrones. Además de esto, se utilizan moderadores como el agua pesada y el agua corriente para reducir la velocidad de los neutrones de la reacción y así capturarlos con más facilidad.

          Los elementos químicos que se utilizan en las reacciones de fisión son el plutonio(Pu) y el uranio(U). El que más se utiliza es el uranio y sobretodo su isótopo 235U.

                                  

Figura 3. Fisión nuclear  Figura 3. Fisión nuclear

Figura 4. Reacción en cadena

          Figura 4. Reacción en cadena

       

          Esto es todo por hoy, síguenos en futuras publicaciones.

          Fuentes:

          http://energia-nuclear.net

          http://es.wikipedia.org

          http://www.youtube.com

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Welcome to Uranium 235 Fissionable

          ¡Bienvenidos a todos!

          Hoy, día 20 de enero de 2012, se inaugura este blog al que le hemos dado el nombre de Uranium 235 Fissionable . Antes de nada, nos presentamos; somos Kevin Arruabarrena, Amaia Azqueta y Vanessa Carton; estudiantes de segundo de ingeniería en Tecnun (Universidad de Navarra).  En este blog trataremos todos los temas relacionados con la energía y las reacciones nucleares con entradas semanales.

          Os preguntareis que razón puede haber para seguir este blog. Pues bien; la energía nuclear es un tema que está al orden del día, y ya que tarde o temprano oireís hablar o hablareis sobre ella, más os vale saber de lo que estais hablando. Como bien dice el dicho, el saber no ocupa lugar. El objetivo no es convencer al lector de si la energía nuclear es buena o mala, sino que divulgar conocimientos sobre el tema, de modo que cada uno forje su propia opinión libremente habiéndose informado previamente. Así es que, ¡os animamos a aprender con nosotros!

          Por último, comentar que al tratarse de un blog hecho por estudiantes de la asignatura Termodínamica, es posible que las fuentes de las que obtenemos la información contengan alguna errata que no consigamos identificar y se plasme en el blog. De todos modos, pondremos todo de nuestra parte para que eso no se produzca. El blog está abierto a comentarios y se agradecería la participación de los lectores en la corrección y/o debate de los temas aquí tratados. Os animamos también a dar vuestras opiniones personales.

          Nada más, muchas gracias por vuestra atención. ¡Nos ponemos manos a la obra!

          Grupo 16

         Welcome everyone!

         Today, 20th January 2012, this blog to which we have given the name of Uranium 235 Fissionable is being inaugurated. First of all, we’ll introduce ourselves; we are Kevin Arruabarrena, Amaia Azqueta and Vanessa Carton; engineering sophomores in Tecnun (University of Navarra). In this blog we will deal with all issues related to nuclear energy and reactions with weekly posts.

         You might be wodering why follow this blog. Well, nuclear power is an issue that is on the agenda, and since sooner or later you will hear or will speak about it, you’d better know what you are talking about. As the saying goes, knowledge does not take place. The goal is not to convince the reader of whether nuclear power is good or bad, but to disseminate knowledge on the subject, so that each decide their own views freely having been informed previously. So, we encourage you to learn with us!

        Finally, metion that as this is a blog made ​​by students of the subject of Thermodynamics, it is possible that the sources from which we obtain the information contain some errata that we are not able to identify and this is captured in the blog. Anyway, we will do our best for that not to occur. The blog is opened to comments and the participation of readers in the correction and / or discussion of suggested issues will be welcomed. We also encourage you to give us your opinions.

          Nothing else, thank you very much for your attention. We’re getting to work!

          Group 16