Energía Nuclear

La energía nuclear es la desprendida por el núcleo del átomo cuando en él tiene lugar una reacción nuclear.

Se puede obtener por el proceso de fisión nuclear, que explicaremos luego, o mediante fusión nuclear, que es la unión de núcleos atómicos muy ligeros.

En las reacciones nucleares se desprende mucha energía,

ya que parte de la masa de las partículas

involucradas en el proceso se transforma

directamente en energía.

Fisión Nuclear

• Cuando sobre él núcleo de un átomo muy pesado incide un neutrón acelerado, aquel se divide en dos núcleos más pequeños, se escapan algunos neutrones a alta velocidad y se libera la energía encerrada en el núcleo. Así, como el ejemplo que se muestra en la imagen, cuando se produce la fisión del uranio (A=235), éste se divide en un núcleo de bario (Ba) y otro de Kriptón (Kr), se liberan dos neutrones rápidos y se desprende gran cantidad de energía. Este fenómeno se denomina FISIÓN NUCLEAR:

El núcleo del átomo almacena una elevada cantidad de energía, la cual se puede liberar por dos procesos:

Fusión Nuclear

Los neutrones liberados chocan con otros átomos de uranio desintegrándolos y de esa forma se origina, casi instantáneamente una REACCIÓN EN CADENA que, en caso de no ser controlada, puede utilizarse con fines constructivos, como se hace en las centrales nucleares.

Una central nuclear es una instalación que transforma la energía nuclear de fisión en energía eléctrica.El objetivo de todas es producir electricidad

para el consumo doméstico e industrial del país. 

¿Qué es el reactor Nuclear?

• El reactor nuclear es el elemento fundamental de este tipo de centrales. En el se introduce el combustible (URANIO O PLUTONIO) . El calor producido durante el proceso de fisión es recogido por un fluido refrigerante que, al circular por un circuito cerrado, pasa por un termopermutador evaporando el agua que entra en el mismo. El vapor hace girar las turbinas y éstas mueven el generador, produciendo electricidad de forma similar a las centrales térmicas.

Ventajas de la Energía Nuclear:

• No produce CO2

• Reduce la dependencia de los productos de petróleo.

• Genera gran parte de la energía eléctrica que consumimos día a día.

• Su uso garantiza un daño menor al medio ambiente, evitando el uso de combustibles fósiles

Desventajas de la Energía Nuclear:

• Produce desechos radioactivos de muy difícil eliminación.

• Los accidentes, aunque raros, son muy peligrosos.

• Dificulta el control de las armas nucleares

• Aumenta la dependencia de los productores de Uranio y de los fabricantes de Uranio enriquecido.

• Las centrales nucleares demandan un alto costo de construcción y mantenimiento.

Un escape de radiación por accidente es un desastre que puede causar daños por muchos años:

• Miles de personas y animales afectados.

• Contaminación de grandes extensiones de terreno.

• Malformaciones, cánceres y otras enfermedades.

• Contaminación del agua y los alimentos.

• Otras consecuencias a largo plazo aún desconocidas.

• En el laboratorio hicimos una maqueta que representa una central nuclear. Podemos verla en las siguientes imágenes:

Centrales Nucleares en Argentina

• Actualmente en Argentina se encuentran 3 centrales nucleares:

Central Nuclear Atucha I.Central Nuclear Atucha ll.Central Nuclear Embalse.

Atucha I• La Central Nuclear Atucha I está situada a 100 km de la Ciudad

de Buenos Aires, de fácil acceso por la Ruta Nacional N°9, a 11 km de la localidad de Lima, Partido de Zárate.Se encuentra emplazada sobre la margen derecha del Río Paraná de las Palmas.En sus más de 30 años de exitosa operación, Atucha I ha generado más de 65.000 millones de Kwh. de energía limpia, confiable y segura. En ese período se utilizaron 1400 toneladas de Uranio, con lo que se evitó la contaminación ambiental producida por la liberación de los gases de efecto invernadero CO2.Ésta emplea uranio levemente enriquecido al 0,85%. Es refrigerada y moderada con agua pesada (D20). Pertenece al tipo de reactores PHWR (reactor de agua pesada presurizado).

Atucha II

• Atucha II es una central nucleoeléctrica de una potencia de 745 MWe que va a aportar 692 MW eléctricos netos al sistema interconectado nacional.

• Se encuentra ubicada sobre la margen derecha del Río Paraná, en la localidad de Lima, Partido de Zárate, a 115km de la Ciudad de Buenos Aires, adyacente a la central nuclear Atucha I.

• Utiliza agua pesada como refrigerante y moderador lo que permite la utilización de uranio natural como combustible, siendo posible la recarga del mismo mientras la central opera a plena potencia, por lo que se logra un bajo costo de operación.• Se encuentra dentro de la línea “PHWR” de reactores de

agua pesada con recipiente de presión desarrollada por Siemens, de los cuales solo se construyó el prototipo MZFR de 57 MWe de generación en Alemania y la Central Atucha I con una potencia de 357 MWe brutos.

Embalse• La Central Nuclear Embalse

es, cronológicamente, la segunda Central Nuclear de nuestro país y la máquina térmica más grande de Sud América. Se encuentra situada en la costa sur del Embalse del Río Tercero, provincia de Córdoba, a 665 mts. sobre el nivel del mar. Dista aproximadamente 100 Kms. de la ciudad de Córdoba, y a 700 kms. de la ciudad de Buenos Aires.

• Esta central es de tipo CANDU (Canadian Uranium Deuterium) como las plantas similares que existen operando en Canadá, Corea del Sur, India, Rumania, Pakistán y China.Pertenece al tipo de centrales de tubos de presión, cuyo combustible es el uranio natural y su refrigerante y moderador es el agua pesada.-La carga y descarga del combustible se realiza durante la operación de la central y los valores de potencia nominal son: 

La energía aportada por la Central Nuclear Embalse, se entrega a la red nacional, es decir, al Sistema Argentino de Interconexión (SADI). En promedio, a valores actuales de consumo por cápita, la CNE suministra la energía suficiente para cumplir los requerimientos de 3 a 4 millones de personas. La energía generada aporta a: Noroeste Argentino, Cuyo, Centro, Gran Buenos Aires-Litoral.

Accidentes nucleares:

• El accidente nuclear de Chernobyl (Ucrania) ocurrió durante la noche del 25 al 26 de abril de 1986 en el cuarto reactor de la planta.

• El 25 de abril, a la madrugada, los ingenieros iniciaron la entrada de las barras de regulación en el núcleo del reactor, refrigerado por agua y moderado por grafito, para llevar a cabo una prueba planeada con anterioridad, bajo la dirección de las oficinas centrales de Moscú. La potencia térmica en este caso desciende normalmente de 3.200 a 1.600 MW.

• Hacia las 23 horas se habían ajustado los monitores a los niveles más bajos de potencia. Pero el operador se olvidó de reprogramar el ordenador para que se mantuviera la potencia entre 700 MW y 1.000 MW térmicos. Por este motivo, la potencia descendió al nivel, muy peligroso, de 30 MW. La mayoría de las BARRAS DE CONTROL fueron extraídas con el fin de aumentar de nuevo la potencia. Sin embargo, en las barras ya se había formado un producto de desintegración, el xenón, que “envenenó” la reacción. En contra de lo que prescriben las normas de seguridad, en una medida irreflexiva, se extrajeron todas las barras de control.

Accidente de Chernobyl:

• El día 26 de abril, a las 1, esta combinación poco usual de baja potencia y flujo de neutrones intenso, provocó la intervención manual del operador, desconectando las señales de alarma. A la una y 22 minutos, el ordenador indicó un exceso de radioactividad, pero los operadores decidieron finalizar el experimento, desconectando la última señal de alarma en el instante en el que el dispositivo de seguridad se disponía a desconectar el reactor.

• Dado que los sistemas de seguridad de la planta quedaron inutilizados y se habían extraído todas las barras de control, el reactor de la central quedó en condiciones de operación inestable y extremadamente insegura. En ese momento, tuvo lugar un transitorio que ocasionó un brusco incremento de potencia. El combustible nuclear se desintegró y salió de las vainas, entrando en contacto con el agua empleada para refrigerar el núcleo del reactor. A la una y 23 minutos, se produjo una gran explosión, y unos segundos más tarde, una segunda explosión hizo volar por los aires la losa del reactor y las paredes de hormigón de la sala del reactor, lanzando fragmentos de grafito y combustible nuclear fuera de la central, ascendiendo el polvo radiactivo por la atmósfera.

• Se estima que la cantidad de material radiactivo liberado fue 200 veces superior al de las explosiones de Hiroshima y Nagasaki.

• El accidente nuclear fue clasificado como nivel 7 (“accidente nuclear grave”) en la Escala Internacional de Sucesos Nucleares (Escala INES).

Consecuencias del accidente

• El comienzo de un incendio, que no se consiguió apagar hasta el 9 de mayo, aumentó los efectos de dispersión de los productos radiactivos, y la energía calorífica acumulada por el grafito dio mayor magnitud al incendio y a la dispersión atmosférica.

• De los productos radiactivos liberados eran especialmente peligrosos el yodo-131 (cuyo período de semidesintegración es de 8,04 días) y el cesio-137 (con un período de semidesintegración de unos 30 años), de los cuales, aproximadamente la mitad, salieron de la cantidad contenida en el reactor. Además, se estimó que todo el gas xenón fue expulsado al exterior del reactor. Estos productos se depositaron de forma desigual, dependiendo de su volatilidad y de las lluvias durante esos días.

Accidente de Fukushima

• El día 11 de marzo de 2011 se produjo uno de los accidentes nucleares más graves de la historia después del accidente nuclear de Chernobyl.

• Un terremoto de 8,9 grados cerca de la costa noroeste de Japón y un posterior tsunami afectó gravemente la central nuclear japonesa de Fukushima.

• La central nuclear de sufrió una explosión el día siguiente al terremoto. El accidente fue considerado inicialmente de nivel 4 en Escala Internacional de Eventos Nucleares (INES, por sus siglas en inglés. Aunque en los días siguientes la situación se agravó y la gravedad del accidente nuclear acabó alcanzando el nivel 7, el mismo que el accidente de la central nuclear de Chernobyl.

Consecuencias:

Causó 15.854 muertos y 3.276 desaparecidos. En 2012, científicos locales detectan los primeros efectos en la biodiversidad de la zona. La radiación de Fukushima se ha manifestado en la descendencia de las mariposas, que tienen alas más pequeñas y ojos dañados. Las consecuencias del accidente en seres humanos aún no se ha manifestado,  pero como dice el médico japonés que examina los residentes del lugar, “hay una serie de factores desconocidos sobre el impacto genético de la radiación” y “todavía no podemos negar al 100% que el impacto puede venir en el futuro”.

• Editado por:

Trinidad Wicky y Erica Gallo