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El desarrollo tecnológico a lo largo de los años ha permitido llegar a descubrir principios físicos
extraordinarios, como por ejemplo el descubrimiento de los rayos X, que revolucionó la medicina, el trabajo
de Newton que permitió a Einstein de trabajar en la teoría de la relatividad o cómo el descubrimiento del
átomo que luego condujo a la fisión nuclear.
Todos estos logros siguen dividiendo las opiniones del mundo científico: a pesar de lo magnifico que
puedan parecer, nos exponen también a ciertos peligros
Desde hace muchos años, la sociedad del siglo XXI se cuestiona sobre un descubrimiento que ha
revolucionado el mundo:
¡se trata de la energía nuclear!
La energía nuclear, o atómica, es la energía obtenida de las reacciones nucleares y la desintegración
radiactiva en forma de energía cinética y es explotada en numerosas tecnologías, como las centrales
nucleares para obtener electricidad. En 2020, la energía nuclear sólo constituía el 10% de la producción
mundial de electricidad a pesar de que es una de las fuentes de energía más seguras en términos de
muertes por unidad de energía producida. Pero, ¿por qué la opinión pública le tiene tanto miedo sobre el
uso de esta tecnología?
Descubramos juntos cómo funciona una central nuclear y veamos cada paso en detalle.
Las centrales nucleares son estructuras imponentes y muy complejas, que se utilizan como centrales
eléctricas y producen energía mediante la fisión nuclear. La fisión nuclear es una reacción
en la que el núcleo de un elemento pesado se desintegra emitiendo una gran cantidad de energía; la
reacción se produce cuando un núcleo de metal pesado, como el uranio-235, es bombardeado, es decir,
golpeado, por un neutrón que rompe el núcleo, liberando tres nuevos neutrones y energía. Uno de estos
neutrones es absorbido por otro núcleo de uranio-238 y se pierde en el equilibrio; un segundo neutrón
escapa del sistema, mientras que el tercer neutrón choca con otro núcleo de uranio-235 que se rompe,
liberando otros neutrones, que a su vez golpearán otros núcleos de uranio-235, creando así una reacción
en cadena.
Esta reacción es la base del reactor nuclear, que controla la desintegración del material pesado.
Veamos ahora cómo está compuesta una central nuclear y cómo funciona.
La estructura se divide principalmente en dos islas: la primera se denomina isla nuclear, el edificio que
contiene el reactor, mientras que la segunda se llama isla convencional, que maneja la energía nuclear
obtenida para transformarla en energía eléctrica.
Externamente, la isla nuclear parece un gran bloque de hormigón, para aislar el reactor que se encuentra
en el centro de la estructura. En el reactor encontramos el núcleo o núcleo compuesto de material fisible,
generalmente una mezcla de uranio-238 y uranio-235. Para frenar los neutrones generados, se utiliza un
moderador, generalmente agua pesada o grafito, para aumentar la probabilidad de fisión. En el reactor
también hay barras de control metálicas que se utilizan para capturar el exceso de neutrones, y se insertan
en el núcleo para moderar la potencia de la reacción, y posiblemente detener el proceso en caso de
criticidad. Si la reacción alcanzarà un nivel crítico, liberaría una enorme cantidad de energía que provocaría
la fusión del núcleo, destruyendo las paredes que lo contienen y dispersando material radiactivo en el
medio ambiente. Los fragmentos de la reacción que se ralentizan producen calor que es captado por un
líquido de transferencia de calor que rodea el núcleo de uranio; para decirlo de forma más simple, el
líquido caloportador actúa del mismo modo que el agua caliente en un sistema de calefacción con
radiadores, en el que el agua transporta el calor generado por la caldera a los distintos puntos del
ambiente. El fluido caloportador comprimido que llega al núcleo tiene una temperatura de 290 °C, y
alcanza los 320 °C a una presión de 15 MPa para que no hierva. El líquido calentado pasa por un generador
de vapor, en el que se genera un vapor húmedo saturado, momento en el que pasa por un separador de
humedad que lo convierte en vapor saturado seco, y con un sistema conductor se transporta a una turbina
de vapor situada en la isla convencional a una temperatura final de 290 °C a una presión de 5 MPa. Para
mantener la presión estable, se utiliza un presurizador. La turbina es una máquina motriz que explota la
energía térmica del vapor, convirtiéndola en movimiento mecánico. A su vez, la turbina, con la energía
convertida, acciona un alternador utilizado para producir electricidad; el mismo principio se utiliza en..energía nuclear.