Energía nuclear – Definición, ventajas y desventajas y para qué se usa
Una de las energías más comunes y utilizadas en el mundo es la energía nuclear. La energía nuclear es uno de los tipos de energía más importantes y destacados hoy en día, no solo por ser la más usada sino que también es la más conocida por todos las personas. Sin embargo, actualmente existen otros tipos de energías alternativas mucho más económicas y que respetan al medio ambiente. Sin embargo, la energía nuclear no solo es utilizada para crear energía eléctrica sino que sirve para crear otros productos.
¿Qué es la energía nuclear?
La energía nuclear o también denominada como energía atómica es aquella energía que se emite de manera artificial o espontanea en las reacciones nucleares. Por otra parte, este concepto tiene otro significado que se basa en aprovechar la energía nuclear para diversas obtener otros tipos de energía como por ejemplo la energía mecánica, la energía eléctrica o la energía térmica que se obtienen a través de reacciones atómicas. Es por esta razón por lo que no se puede hacer referencia a la energía nuclear como el resultado de una reacción sino que es un término más grande que abarca técnicas y distintos conocimientos que permiten al ser humano utilizar la energía como beneficio. Como hemos comentado anteriormente, la energía nuclear no solo se basa en un concepto sino que engloba distintas técnicas y disciplinas diferentes. Dentro de esa disciplinas y técnicas tenemos que destacar las que se utiliza en raíz a la energía nuclear que van desde la producción de energía eléctrica (en centrales nucleares) hasta las técnicas utilizadas para el análisis en la arquemoetría nuclear.
Los sistemas más utilizados e investigados para adquirir energía a partir de la energía nuclear son de dos tipos, el primero de ellos es la fusión nuclear y el segundo es la fisión nuclear. La energía nuclear puede modificarse de manera descontrolada, dando como resultado un armamento nuclear; o de manera controlada dando como resultado reactores nucleares de donde se obtienen la energía térmica, la energía eléctrica o la energía mecánica.
Una de las principales características de esta clase de energía es la calidad tan alta de energía que se puede adquirir por una sola unidad de masa del material usado comparándolo con cualquier otra clase de energía conocida por el ser humano. Sin embargo, también es sorprendente la escasa eficiencia que tiene el proceso.
Ventajas de la energía nuclear
Una de las principales ventajas de la energía nuclear de fisión es que no se usan combustibles fósiles y por lo tanto no libera gases a la atmosfera así pues no agrava el efecto invernadero. Por otro lado, produce una cantidad muy alta de energía con muy poca cantidad de combustible y el almacenamiento de combustible nuclear es más que suficiente para suministrar a toda la población del planeta durante más de 100 años.
Desventajas de la energía nuclear
Existen muchas desventajas a la hora de hablar de este tipo de energía como por ejemplo la gran cantidad de producción de energía eléctrica que como consecuencia crea una gran cantidad de desechos nucleares que se han de depositar en almacenes aislados y controlarlos durante un gran periodo de tiempo.
La liberación de contaminantes de manera indirecta procede de las construcciones de centrales nucleares, de la elaboración de combustibles y también del trámite posterior de los desechos radiactivos. Toda aquella materia contaminante que proceda de las centrales nucleares y de este tipo de energía es muy peligrosas para los seres vivos además podría tener una gran consecuencia en el medio ambiente si los desechos nucleares son vertidos o emitidos en la atmosfera de manera incontrolada. Otra de las consecuencias es que los desechos nucleares tardan millones de años en descomponerse y es por esta razón que el almacenamiento de estos residuos tiene que tener una extremada protección para no contaminar.
¿Para qué se utiliza la energía nuclear?
Existen una gran cantidad de posibilidades para utilizar este tipo de energía en los productos nucleares. Sin embargo, como se ha comentado anteriormente la energía nuclear es la más importante aun existiendo más productos. Algunos productos nucleares destacados son:
- Armas nucleares: como todo el mundo sabrá, un arma es un instrumento que está destinado para defenderse o atacar. Dentro de la definición de “arma nuclear” se pueden observar dos tipos de armas, la primera de ella es aquella que utiliza la energía nuclear de manera directa para defenderse o atacar utilizando la fusión o fisión y la segunda de ella es aquella arma que usa energía nuclear para la propulsión y que a su vez puede usar o no usar munición un ejemplo claro del segundo tipo de arma podrían ser portaaviones, bombarderos o incluso submarinos, entre otros.
- Bomba atómica: este producto nuclear probablemente sea uno de los más conocidos pero sin embargo, existen dos maneras básicas para usar la energía nuclear en forma de explosión. Es por esta razón por la que debemos diferenciar entre bomba de fisión y bomba de fusión.
- Bomba de fisión: dentro de las bombas de fisión podemos encontrar dos clases. La primera de ella es aquella que usa uranio con un alto enriquecimiento y la segunda usando plutonio, ambas clases se basan en una reacción de fisión. Para que esta clase de bombas puedan funcionar se necesita usar una gran cantidad de materiales usados que sea superior a la masa crítica.
- Bomba de fusión: esta clase de bombas pueden llegar a ser cien veces más potentes y devastadoras que las de fisión. Teóricamente no tienen un límite de potencia aunque la única bomba explotada superó los 50 megatones. Sin embargo, existen productos radiactivos exclusivos para fabrican dichas bombas que son lo que se fabrican con la explosión de fisión. Es por esta razón que a esta bomba se le ha denominado en varias ocasiones bomba nuclear limpia.
- Buques militares: los buques militares con una propulsión nuclear fueron utilizados en la segunda guerra mundial que utilizaron un submarino como un arma decisiva pero sin embarga tenían un problema y es que los submarinos necesitaban emerger en periodos cortos para poder coger aire y realizar la combustión de diésel. Sin embargo, con el paso del tiempo se crearon reactores nucleares y con ello se originó un nuevo tipo de motor. En todos estos años se han ido construyendo y creando una gran diversidad de buques militares que utilizan motores nucleares. Como hemos comentado anteriormente, existen diversos tipos de buques militares como por ejemplo los submarinos balísticos, cruceros, portaaviones, destructores o submarinos de ataque, entre otros.
- Aviones militares: los aviones militares que utilizan propulsión nuclear se utilizaron tanto en la Unión Soviética como en los Estados Unidos ya que desarrollaron la fabricación de una flota de bombarderos utilizado la propulsión nuclear. Es por esta razón por lo que se fue desarrollando y fabricando Misiles balísticos intercontinentales y con ellos se abandonaron otros proyectos diferentes. Dichos diseños experimentales fueron el Tupolev Tu-119 y el Convair X-6.
- Propulsión nuclear civil: este tipo de energía se usado desde el año 50 como método para dar empuje a otros sistemas diferentes que van desde los submarinos hasta las naves espaciales. Dentro de la propulsión nuclear civil podemos encontrar 3 tipos buques nucleares civiles, propulsión aeroespacial y automóvil nuclear.
- Buques nucleares civiles: tras la evolución y desarrollo de los buques de propulsión nuclear de utilización militar se crearon un patente que gracias a la diversidad de sus características podían ser desplazadas con la navegación civil. Dentro de esta categoría encontraríamos los rompehielos y los cargueros que utilizaban reactores nucleares como su motor.
- Propulsión aeroespacial: dentro de esta tipo podemos encontrar diversas opciones que pueden usar energía nuclear para que los cohetes espaciales se propulsaran. Sin embargo solo alguna de estas opciones fueron aceptadas ya que no muchas de ellas alcanzaron grados de diseños avanzados. Un ejemplo claro de esto podría ser el cohete termonuclear que utilizaba hidrógeno calentado para el reactor nuclear que estaba a una gran temperatura. Otro proyecto que resulto efectivo fue el proyecto Orión que se ideo y construyó por Stanilaw Ulan en el año 1947. El objetivo principal de este proyecto fue realizar viajes interplanetarios de manera barata a una velocidad del 10% y para ello se usó una técnica llamada como “propulsión nuclear pulsada”.
- Automóvil nuclear: existen pocos prototipos de automóvil de nuclear de hecho la única propuesta que se ha conocido hasta era fue el diseño que lanzó en el año 1958 la empresa de Ford, dicho diseño se llamaba “Ford Nucleon”.Sin embargo nunca se realizó dicho modelo.
- Producción de energía eléctrica: Actualmente, una de las aplicaciones más conocidas y destacadas este tipo de energía es la producción de energía eléctrica para la utilización civil a través de una fisión de uranio enriquecido. Para la producción de energía eléctrica se usan unos redactores que tiene como objetivo fusionar o fisionar el combustible. El funcionamiento esencial de esta clase de instalaciones es igual a cualquier central térmica pero teniendo en cuenda que tiene diversas características únicas referentes a las instalaciones que utilizan combustible fósil para generar energía eléctrica. Esas características son:
- Se ha de tener un control y una seguridad muy estricta, aunque si los redactores son de cuarte generación las medidas tomadas suelen ser menos estrictas.
- La cantidad de combustibles que es necesario al año en las instalaciones tiene que poseer diversos órdenes de magnitud inferiores al que deben poseer las instalaciones térmicas.
- La liberación de los gases NO y CO2 que van directamente a la atmosfera y son la principal causa de lo que hoy en día conocemos como “efecto invernadero”, son prácticamente nulas para la producción de energía eléctrica mediante la energía nuclear. Sin embargo, si existe un tipo de contaminación grave por la liberación de desechos nucleares.