Energia Nuclear

Energia Nuclear

Se puede obtener mediante la división del núcleo (fisión nuclear) o la unión de dos átomos (fusión nuclear). Generalmente, esta energía (que se obtiene en forma de calor) se aprovecha para evaporar agua, el vapor hace mover unas turbinas produciendo energía cinética, sucesivamente se transforma en energía mecánica y luego en energía eléctrica en las centrales nucleares, aunque existen muchas otras aplicaciones de la energía nuclear.

Central Nuclear

Una central nuclear es una central térmica. La diferencia fundamental entre las centrales térmicas nucleares y las térmicas clásicas reside en la fuente energética utilizada. En las primeras, el uranio y en las segundas, la energía de los combustibles fósiles.Una central nuclear es, por tanto, una central térmica en la que actúa como caldera un reactor nuclear. La energía térmica se origina por las reacciones de fisión en el combustible nuclear formado por un compuesto de uranio.

Partes de una Central Nuclear

.El Reactor Nuclear: Un reactor nuclear es una instalación capaz de iniciar, controlar y mantener las reacciones nucleares (generalmente de fisión nuclear) en cadena que se produzcan en el núcleo de esta instalación. Los reactores nucleares se pueden clasificar como reactores térmicos y reactores rápidos.Los reactores térmicos son aquellos que funcionan retrasando (moderando) los neutrones más rápidos o incrementando la proporción de átomos fisibles. Para ralentizar estos neutrones, llamados neutrones lentos, se necesita un moderador que puede ser agua ligera, agua pesada o grafito.Los reactores rápidos son los que no necesitan moderar la velocidad de los electrones y utilizan neutrones rápidos. Los componentes de los reactores nucleares son:

• Combustible nuclear (material para fisionarse lo suficiente para alcanzar la masa critica). Este combustible se encuentra en las barras de combustible.
• Barras de control, sirven para controlar la reacción en cadena.
• Moderador (agua ligera,agua pesada,grafito), sirve para bajarle la velocidad a los neutrones.
• Refrigerante, sirve para absorber la energía térmica de las reacciones nucleares y transportarla.
• Reflector, sirve para "redirigir" los neutrones que son propensos a escaparse.
• Blindaje, sirve para aislar la radiación producida por la fisión nuclear.

.Turbinas:Instalación a la que llega el vapor de agua proveniente de los generadores de vapor, cuya energía se transforma, a través de los álabes, en energía mecánica de rotación. Existen varias secciones para la expansión del vapor. Su eje está solidariamente unido al eje del alternador. 


.Alternador:Equipo que produce la electricidad al convertir la energía mecánica de rotación de la turbina en energía eléctrica de media tensión y alta intensidad.


.Torre de Refrigeración: Instalación que permite ceder a la atmósfera, que actúa como foco frío, una parte del calor residual producido en la generación de electricidad. Se utiliza para enfriar el agua que circula por el condensador, formando parte del circuito auxiliar de refrigeración de la central.

.Condensador: Intercambiador de calor formado por un conjunto de tubos por los que circula el agua de refrigeración. El vapor de agua que entra en el condensador procedente de la turbina se condensa pasando a fase líquida. Esta conversión produce un vacío que mejora el rendimiento de la turbina. 

.Transformador: Equipo que eleva la tensión de la electricidad producida en el alternador para minimizar las pérdidas en su transporte hasta los puntos de consumo.

.Agua de Refrigeración: Agua que se toma de un río, un embalse o el mar y que se utiliza para condensar el vapor de agua en el condensador. Puede ser devuelta directamente al origen (ciclo abierto) o reutilizarse a través de la torre de refrigeración (ciclo cerrado). 

.Edificio de Contención: Recinto que alberga el sistema de refrigeración del reactor y diversos sistemas auxiliares. Sirve de blindaje en operación normal e impide la fuga de productos contaminantes al exterior. Tiene la responsabilidad funcional, junto con otros sistemas de salvaguardias, de impedir la liberación, en último término, de productos de fisión a la atmósfera en caso de accidente.

.Generador de Vapor: Son intercambiadores de calor en los que el agua de refrigeración del circuito primario, que circula por el interior de los tubos con forma de U invertida, cede su energía al agua del circuito secundario, transformándose esta en vapor de agua.

.Vasija del Reactor: Vasija de acero en la que se aloja el reactor nuclear, componente principal de la central nuclear en la que se produce la reacción de fisión en cadena. Su núcleo está formado por los elementos de combustible.

Ventajas y Desventajas de la Energia Nuclear

Ventajas

La generación de energía eléctrica mediante energía nuclear permite reducir la cantidad de energía generada a partir de combustibles fósiles (carbón y petróleo). La reducción del uso de los combustibles fósiles implica la reducción de emisiones de gases contaminantes (CO² y otros).

Actualmente se consumen más combustibles fósiles de los que se producen de modo que en un futuro no muy lejano estos recursos se agotarían o el precio subiría tanto que serían inaccesibles para la mayoría de la población.

Otra ventaja está en la cantidad de combustible necesario; con poca cantidad de combustible se obtienen grandes cantidades de energía. Esto supone un ahorro en materia prima pero también en transportes, extracción y manipulación del combustible nuclear. El coste del combustible nuclear (generalmente uranio) supone el 20% del coste de la energía generada.

La producción de energía eléctrica es continua. Una central nuclear está generando energía eléctrica durante prácticamente un 90% de las horas del año. Esto reduce la volatilidad en los precios que hay en otros combustibles como el petróleo.

Esta continuidad favorece a la planificación eléctrica. La energía nuclear no depende de aspectos naturales. Con esto se solventa la gran desventaja de las energías renovables, como en los casos de la energía solar o la energía eólica, en que los horas de sol o de viento no siempre coinciden con las horas de más demanda energética.

Al ser una alternativa a los combustibles fósiles no se necesita consumir tanta cantidad de combustibles como el carbón o el petróleo. La reducción del consumo de carbón y petróleo ayuda a reducir el problema del calentamiento global del cambio climático del planeta. Al reducir el consumo de combustibles fósiles también mejoraría la calidad del aire que respiramos con lo que ello implicaría en el descenso de enfermedades y calidad de vida.

Desventajas                                                                                  Anteriormente hemos comentado la ventaja que supone la utilización de la energía nuclear para la reducción del consumo de combustibles fósiles. Se trata de un argumento muy utilizado por las organizaciones a favor de la energía nuclear pero es una verdad a medias. Hay que tener en cuenta que la gran parte del consumo de combustibles fósiles proviene del transporte por carretera, de su uso en los motores térmicos(automóviles de gasoil, gasolina… etc.). El ahorro en combustibles fósiles en la generación de energía eléctrica es proporcionalmente muy bajo. 

A pesar del alto nivel de sofisticación de los sistemas de seguridad de las centrales nucleares el componente humano siempre tiene cierta repercusión. Ante un imprevisto o en la gestión de un accidente nuclear no se puede garantizar que las decisiones tomadas por los responsables sean siempre las más apropiadas. Tenemos dos buenos ejemplos en Chernobyl y en Fukushima.

Una desventaja importante es la difícil gestión de los residuos nucleares generados. Los residuos nucleares tardan muchísimos años en perder su radioactividad y peligrosidad.

Los reactores nucleares, una vez construidos, tienen fecha de caducidad. Pasada esta fecha deben desmantelarse, de modo que en los principales países de producción de energía nuclear para mantener constante el número de reactores operativos deberían construirse aproximadamente 80 nuevos reactores nucleares  en los próximos diez años.

Debido precisamente a que las centrales nucleares tienen una vida limitada. La inversión para la construcción de una planta nuclear es muy elevada y hay que recuperarla en muy poco tiempo, de modo que esto hace subir el coste de la energía eléctrica generada. En otras palabras, la energía generada es barata comparada con los costes del combustible, pero el tener que amortizar la construcción de la planta nuclear la encarece sensiblemente.

Genera dependencia del exterior. Poco países disponen de minas de uranio y no todos los países disponen de tecnología nuclear, por lo que tienen que contratar ambas cosas en el extranjero.

Los reactores nucleares actuales funcionan mediante reacciones nucleares por fisión. Estas reacciones se producen en cadena de modo que si los sistemas de control fallasen cada vez se producirían más y más reacciones hasta provocar una explosión radioactiva que sería prácticamente imposible de contener.

Probablemente la desventaja más alarmante sea el uso que se le puede dar a la energía nuclear en la industria militar. El primer uso que se le dio a la energía nuclear fue para construir dos bombas nucleares que se lanzaron sobre Japón durante la Segunda Guerra Mundial. Esta fue la primera y última vez que se utilizó la energía nuclear en un ataque militar. Más tarde, varios países firmaron el Tratado de No Proliferación Nuclear, pero el riesgo que en el futuro se vuelvan a utilizar armas nucleares siempre existirá.