La energía nuclear

La energía nuclear es la energía que se libera como resultado de una reacción nuclear en forma de calor. Generalmente este tipo de energía se aprovecha para producir energía eléctrica, sin embargo, tiene otras aplicaciones, por ejemplo, en área de la salud. A escala mundial, el 17% de la energía eléctrica proviene de la energía nuclear y, en Argentina, con la incorporación de la tercera central atómica del país, Atucha II, este valor alcanza alrededor del 8%.

Las reacciones nucleares

A principios del siglo XX, surgen nuevos paradigmas en la física que cambiaron de manera radical nuestro conocimiento del cosmos y de la estructura de la materia. Se comprendió de una manera mucho más precisa la estructura del átomo y la relación entre materia y energía. Estos nuevos conocimientos abrieron la posibilidad de obtener energía a partir de distintas reacciones en el núcleo del átomo. Se abrió así una nueva era desde el punto de vista energético que tuvo un gran impacto en muchos aspectos del desarrollo de nuestras sociedades y de la geopolítica mundial. Hoy la energía nuclear tiene un importante uso pacífico y es fundamental para la diversificación de nuestra matriz energética.

Hay dos tipos de reacciones nucleares: la fisión y la fusión. La fisión consiste en la divisón de un núcleo de un átomo pesado como el uranio o el plutonio que, al ser impactado por un neutrón, genera una reacción en cadena que libera una gran cantidad de energía en forma de calor. La fusión es la unión de los núcleos de isótopos de hidrógeno (el par deuterio-trítio), que también libera gran cantidad de energía térmica. Este es el proceso de liberación de energía que ocurre en el Sol y en todas las estrellas. Todavía el hombre no ha logrado hacerlo de manera controlada para poder usar esta reacción como fuente de energía, aunque hay varios proyectos de investigación a nivel mundial en busca de este objetivo.

En cambio, desde 1956 se ha logrado un método para que la fisión del uranio se realice en condiciones controladas, lo que permitió el desarrollo del uso pacífico de este tipo de energía, tanto para generar electricidad como para aplicaciones médicas.

Las centrales nucleares

En el mundo hay 435 centrales nucleares que representan conjuntamente una potencia total instalada de aproximadamente 375GWe. Esto demanda anualmente unas de 68.000 toneladas de uranio (tU) para la fabricación del combustible nuclear.

Argentina cuenta con tres centrales nucleares: Atucha I, Embalse y, en etapa de puesta en marcha, Atucha II. Estas centrales utilizan uranio natural y agua pesada, como moderador de neutrones y como refrigerante, para su funcionamiento.

El Uranio 235 constituye la fuente de energía primaria de este proceso, pero no se lo utiliza directamente, sino que deben realizarse procesos de refinación, purificación y conversión para obtener dióxido de uranio (UO2), que será la materia prima básica para la fabricación de combustibles nucleares. Cerca del 90% de la producción de uranio se concentra en ocho países (Kazajistán, Canadá, Australia, Níger, Namibia, Rusia y Uzbekistán). Argentina tiene varios yacimientos con reservas probadas, pero en la actualidad no están en producción, ya que en la década de los 90, el gobierno nacional decidió desactivarla porque el costo del uranio importado era más barato que el de producción nacional.

Las centrales atómicas o nucleares generan energía eléctrica a partir del calor liberado por el proceso de fisión del núcleo de algunos átomos (Uranio 235 y Plutonio 239). Bajo ciertas condiciones, al ser impactados por neutrones, el núcleo de un átomo de uranio (U-235) puede partirse (fisionarse) en dos o tres fragmentos y, al hacerlo, libera a su vez dos o tres neutrones de alta energía. Estos neutrones deben bajar su energía para ser absorbidos por otros átomos de uranio (U-235) y, así, sucesivamente. De este modo, se inicia una reacción en cadena controlada que, a través de transferencias térmicas, genera suficiente energía para calentar agua y producir el vapor necesario para mover una turbina, acoplada a un generador eléctrico.

Una central nuclear tiene que estar ubicada cerca de una fuente de agua importante: un río caudaloso, un lago o el mar, ya que necesita una gran cantidad de agua para el sistema de refrigeración. Además, la zona en la que se emplaza, no debe ser sísmica (grado 1 o menor) para que no se produzcan roturas o desgastes prematuros que podrían afectar la seguridad o el funcionamiento de la central.

Debido a que en las centrales nucleares se trabaja con material radiactivo, un punto crítico es la seguridad y la gestión de los residuos. Desde el punto de vista de la seguridad, hay que tener en cuenta que las centrales nucleares trabajan con uranio levemente enriquecido, por lo que en una central atómica no hay ningún peligro de explosión.  Por otra parte, los residuos radiactivos tienen un volumen pequeño y se guardan en lugares especialmente acondicionados y seguros para  impedir  cualquier fuga o contaminación ambiental.