Te has planteado alguna vez de qué manera los reactores nucleares generan electricidad? La clave se encuentra en la fisión nuclear, un proceso que divide los núcleos atómicos y libera una gran cantidad de energía. Vamos a investigar de qué forma se realiza la fisión nuclear en los reactores, cuáles son sus componentes fundamentales y qué desafíos y beneficios muestra esta tecnología en el contexto global.
En 1938, los científicos Otto Hahn y Fritz Strassmann hicieron un hallazgo importante : la fisión nuclear. Al hostigar núcleos de uranio-235 con neutrones, observaron que estos se fragmentaban en partes mucho más pequeñas, liberando un sinnúmero de energía con apariencia de calor y radiación. Este proceso también libera neutrones auxiliares que tienen la posibilidad de inducir más fisiones, creando una reacción en cadena, un fenómeno vital para el desempeño de los reactores nucleares.
Para manejar esta reacción en un reactor, es primordial comprender sus elementos clave. El núcleo del reactor alberga el combustible nuclear, típicamente uranio enriquecido, esencial para la fisión. Un moderador, como agua ligera, agua pesada o grafito, se emplea para desacelerar los neutrones, incrementando la posibilidad de que ocasionen más fisiones. Los sistemas de control, como las barras de control fabricadas con materiales que absorben neutrones, dejan regular la tasa de fisión. Además, un refrigerante, que puede ser agua o sodio líquido, transfiere el calor generado en el núcleo hacia una turbina o generador de vapor, donde se transforma en electricidad.
Existen distintos géneros de reactores nucleares, cada uno de ellos con sus propias peculiaridades. Los reactores de agua rápida son los más frecuentes, utilizando agua corriente como moderador y refrigerante, y dominan la industria nuclear comercial. Los reactores de agua pesada emplean agua enriquecida con deuterio, lo que les permite utilizar uranio natural como combustible, aunque enfrentan ciertos retos especialistas adicionales. Los reactores de sales fundidas, una tecnología emergente, emplean sales de fluoruro como refrigerante y comburente, ofreciendo ventajas significativas en términos de seguridad y eficacia, aunque aún están desarrollandose.
La energía nuclear ofrece múltiples provecho, como la aptitud de generar grandes cantidades de energía sin emitir gases de efecto invernadero y la posibilidad de operar de manera continua, proporcionando una fuente de energía confiable y permanente. Sin embargo, también encara desafíos importantes, como la gestión segura de los residuos radiactivos y el peligro de accidentes nucleares.
La fisión nuclear transformó relevantemente nuestra aptitud para producir energía. Con los adelantos continuos en la investigación y el desarrollo, se espera progresar la seguridad y la eficiencia de los reactores nucleares y seguir hacia tecnologías más limpias y sostenibles. Para aquellos interesados en profundizar en este tema, hay numerosos recursos libres, como libros especialistas, documentales y sitios web dedicados a la energía nuclear.