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Centrales nucleares

Una central nuclear es una instalación empleada para la generación de energía eléctrica a partir del empleo de combustible nuclear fisionable que mediante reacciones nucleares proporciona calor que a su vez es empleado, a través de un ciclo termodinámico convencional, para producir el movimiento de alternadores que transforman el trabajo mecánico en energía eléctrica. Estas centrales constan de uno o más reactores.

¿Cómo funcionan las centrales nucleares?

El funcionamiento de las centrales nucleares es muy semejante al de las térmicas convencionales. La diferencia está en el combustible utilizado para producir energía. En el caso de las centrales térmicas se usan combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas) y en las nucleares, uranio o plutonio.

  1. En las centrales térmicas y nucleares, el calor obtenido de los combustibles (combustión y reacción nuclear, respectivamente) se emplea para calentar el agua contenida en una caldera, que se transforma en vapor de agua.
  2. Ese vapor se conduce a una turbina, moviendo los álabes o aspas de esta.
  3. El eje de la turbina está conectado a un generador de corriente, transformando la energía mecánica en energía eléctrica.
  4. El vapor que sale de la turbina se condensa, al pasar por un circuito de refrigeración, y regresa a la caldera. Desde una sala de control se gobierna la central y se manejan los dispositivos de seguridad que detienen el reactor en cuanto se atisba el mínimo riesgo de escape o mal funcionamiento.

La energía nuclear

El combustible nuclear más utilizado es el uranio donde sus átomos sufren una reacción de fisión nuclear, en la que son bombardeados con neutrones y se rompen en fragmentos de distinta masa. En esta reacción se obtiene gran cantidad de energía y se liberan nuevos neutrones, que continúan el proceso, produciendo una reacción en cadena. Si la reacción no se controla, produce una reacción en cadena descontrolada que emite una gran cantidad de energía en forma de explosión.

Esto es lo que sucedió con la bomba atómica (Hiroshima, 1945). Todavía existen en la zona secuelas de malformaciones genéticas por la contaminación radiactiva. La energía nuclear viene dada por la expresión:


Donde E es la energía nuclear, es la masa que se destruye y c es la velocidad de la luz en el vacío. Aunque Am sea muy pequeña, al multiplicarla por el cuadrado de la velocidad de la luz en el vacío (300.000 km/s), el valor de la energía puede llegar a ser muy considerable. Por ejemplo, convirtiendo en energía un gramo de materia podríamos iluminar veinte bombillas de cien vatios durante un año.

Impacto en el medio de las centrales nucleares

El uso de la energia nuclear para obtener electricidad tiene dos graves inconvenientes:

  • El riesgo de accidentes. Un escape de material radiactivo tiene consecuencias nefastas para la población circundante. Además, si el accidente es grave, como el ocurrido en Chernobyl (Ucrania ) en 1986, la contaminación radiactiva puede extenderse incluso por varios continentes. 
  • Por otra parte, se generan residuos radiactivos que siguen siendo tóxicos durante miles o miles de millones de años. Estos restos deben ser cubiertos con plomo y enterrados. Entonces, ¿por qué se sigue usando la energia nuclear? Principalmente por su alta eficiencia.

La fusión nuclear: ¿la energía del futuro?

El proceso contrario a la fisión, es decir, la unión de dos núcleos ligeros para formar otro más pesado, se llama fusión nuclear y desprende muchísima energía.

El proceso de fusión consiste en la unión de núcleos pequeños para formar núcleos mayores. Igual que en la fisión, se desprende gran cantidad de energía, pero inconveniente para su aprovechamiento radica en que el balance total de energía de la reacción es negativo, es decir, la energía que se necesita para unir los núcleos es mayor que la que se desprende al unirse. Existen muchos frentes abiertos en la investigación de la fusión nuclear.

Cuando se encuentre un procedimiento para llevar a cabo estas reacciones con un balance de energía positivo, se habrá resuelto una gran parte del problema energético de nuestro planeta. Pese a la mala prensa y a los residuos contaminantes que se generan, la energía nuclear es en muchos países una de las principales fuentes energía.

Complejo Nuclear Atucha Complejo Nuclear Atucha
El Complejo Nuclear Atucha es un centro argentino donde funcionan las centrales nucleares Atucha I y II. Está ubicado sobre el margen derecho del río Paraná de las Palmas, a 100 km de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, en la localidad de Lima del Partido-Municipio de Zárate. La Central Nuclear Atucha I fue conectada al Sistema Eléctrico Nacional el 19 de marzo de 1974 y comenzó su producción comercial el 24 de junio de ese mismo año. Fue la primera central nuclear de América Latina. La central es refrigerada y moderada con agua pesada (D2O) y pertenece al tipo de reactores PHWR (reactor de agua pesada a presión). Cuenta con una potencia eléctrica bruta de 362 megavatios y emplea como combustible uranio levemente enriquecido al 0,85%. La Central Nuclear Atucha II alcanzó su primera criticidad el 3 de junio de 2014, y el 27 de ese mismo mes se sincronizó el generador al sistema interconectado nacional. Su piedra fundamental se colocó en 1982 y en 1994 se paralizó hasta su reactivación en 2006. En su diseño se incorporó la experiencia operativa obtenida de Atucha I. Cuenta con sistemas de seguridad actualizados al concepto de defensa en profundidad con barreras sucesivas, doble contención de acero y hormigón, separación física entre sistemas de seguridad y programa de vigilancia en servicio