ENERGÍA NUCLEAR Prof. TUANAMA ALBARRÁN, José Jesús

ÍNDICE ORIGEN Y DEFINICIÓN. PARTES Y FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL NUCLEAR. REACCIONES NUCLEARES. VENTAJAS Y DESVENTAJAS. CURIOSIDADES Y FOTOS.

DEFINICIÓN Y ORIGEN Es la energía que se libera espontánea o artificialmente en 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), con la que funcionan los reactores nucleares, y la más habitual en la naturaleza, en el interior de las estrellas, la fusión del par deuterio-tritio (2H-3H).

Partes y funcionamiento de una central nuclear Las centrales nucleares producen electricidad aprovechando la energía que desprenden los átomos de uranio cuando se provoca una fisión al ser bombeados con neutrones. La fisión se lleva a cabo dentro del reactor nuclear que es un recipiente cerrado y aislado por gruesas paredes de hormigón. El reactor esta contenido por una vasija. En su interior tiene lugar la fisión.

La fisión produce calor que eleva la temperatura del agua refrigerante a 325º C hasta convertirse en vapor. Las barras de control (carburo de boro) absorben neutrones disminuyendo el numero de fisiones dentro del reactor para que este no explote. El vapor pasa a través de un intercambiador donde transfiere el calor a una reserva de agua. Otra vez en estado liquido vuelve al reactor. El agua de la reserva se convierte en vapor en el intercambiador y pasa por la tubería para accionar la turbina. El agua es enfriada y bombeada nuevamente hacia el intercambiador de calor.

La turbina mueve un alternador que es el que produce la energía eléctrica. Un transformador aumenta la corriente de 25.000 voltios a 400.000 antes de ser enviada a la red.

Reacciones nucleares El átomo está formado por un pequeño núcleo, cargado positivamente, rodeado de electrones, una de las partículas que forman el átomo. El núcleo contiene la mayor parte de la masa del átomo, este está formado por neutrones y protones unidos por fuerzas nucleares muy intensas. Existen dos tipos de reacciones nucleares, fisión y fusión nuclear.

Fisión Nuclear. Consiste en fisionar un núcleo pesado como combustible uranio 235 U, esta puede ser controlada; mediante moderadores en una central nuclear o incontrolada como sucede con las armas nucleares. Para fisionarlo este es bombardeado por neutrones, una vez que el núcleo ha absorbido un neutrón se hace inestable razón por la cual se divide dando núcleos más ligeros. Los neutrones liberados tras la fisión de un núcleo son absorbidos por otros núcleos de Uranio 235 repitiendo el proceso anterior. cuando la reacción es incontrolada no se controla los neutrones que pueden ser absorbidos por los núcleos, mientras que en una reacción controlada y por medio de los moderadores se controlan los neutrones que pueden se absorbidos por los núcleos.

Fusión Nuclear. La fusión nuclear consiste en fusionar dos núcleos ligeros para formar núcleos más pesados. La fusión de dos núcleos ligeros libera millones de electronvoltios. En una reacción de fusión dos núcleos de hidrógeno pesado se combinan bajo una temperatura de millones de grados C para dar un átomo de Helio 3. En una reacción de fusión típica cada uno de los dos núcleos que reaccionan tiene una carga eléctricamente positiva, y antes de unirse deben superar la repulsión natural que ejercen entre si, la llamada repulsión Couloumb. Esto ocurre cuando la temperatura del gas es suficientemente elevada, entre 50 y 100 millones de grados centígrados. En un gas formado por el isótopo pesado del hidrógeno - deuterio - a esa temperatura se produce la reacción de fusión.

Ventajas y desventajas Es una energía no renovable. Alto coste de administrar y mantener una central nuclear. Contaminación con las personas que trabajan en las centrales nucleares. Hay poco espacio para almacenarlos. VENTAJAS: Se puede obtener gran cantidad de energía con una pequeña cantidad de uranio. No produce humo ni dióxido de carbono Resulta útil como sustituto de los combustibles, así evitaremos el calentamiento global. 1/3 de energía eléctrica se produce en la unión europea

CURIOSIDADES Y FOTOS. En España las centrales nucleares utilizan reactores de agua a presión (PWR). Estos emplean como refrigerante y moderador el agua corriente. Al bombardear diversos núcleos atómicos con partículas alfa de gran energía, se pueden transformar en un núcleo diferente, por lo tanto, se transforma en un elemento que no existe en la naturaleza. El uranio puede hallarse junto a rocas sedimentarias.

CENTRAL NUCLEAR

FUCIÓN NUCLEAR

FISIÓN NUCLEAR

URANIO REACTOR