Los átomos son las unidades diminutas que componen toda la materia del universo. La energía de un átomo se concentra en su núcleo. Es la fuerza que mantiene unidos los componentes del núcleo. Una gran cantidad de energía se almacena en el núcleo atómico. Para que se transforme, por ejemplo, en electricidad, debe liberarse de ella. Esto sucede en el proceso de fisión de los núcleos atómicos.
De la energía nuclear a la electricidad
Un reactor nuclear , o una central nuclear, es donde se produce la energía nuclear. En elementos individuales de este sistema, se llevan a cabo los procesos de fisión de los núcleos atómicos. El combustible utilizado para este propósito suele ser un isótopo de uranio radiactivo, 235 U. En un reactor nuclear, los núcleos de uranio se ven obligados a desintegrarse, liberando partículas diminutas llamadas productos de fisión. En un reactor nuclear, chocan con otros isótopos de uranio, iniciando así una reacción en cadena. Durante el proceso, se genera mucho calor en un reactor nuclear. Se transfiere a un refrigerante. Esto suele ser agua, que se calienta por el calor recibido. El resultado es vapor que impulsa las turbinas de un turbogenerador. De esta manera, la energía nuclear se convierte en electricidad, que es la aplicación más importante de la energía nuclear en la actualidad.
Uso de la energía nuclear para producir hidrógeno.
El hidrógeno se considera el combustible del futuro. Resulta que la energía liberada durante la fisión de los núcleos de los elementos radiactivos puede utilizarse con éxito para obtener esta valiosa molécula. La gran mayoría se produce a partir de gas natural en el proceso de reformado con vapor. El concepto de utilizar energía nuclear para producir hidrógeno asume que el calor generado en los reactores será transferido al procesamiento de gas natural a través del reformado con vapor. Sin embargo, este enfoque puede generar grandes cantidades de dióxido de carbono, que se libera a la atmósfera. Por ello, se están mejorando otros métodos, como la electrólisis . El hidrógeno se obtiene en el proceso de electrólisis del agua. Con este método solo se producen pequeñas cantidades de H 2 . Es posible conectar celdas electrolíticas a centrales nucleares para obtener hidrógeno mediante un método de bajas emisiones. Estas soluciones aún se encuentran en fase de prueba. El calor y la electricidad necesarios podrían obtenerse de la energía nuclear. Algunas investigaciones se centran en la producción de hidrógeno a partir del agua, utilizando el método termoquímico.
La energía nuclear como fuente de propulsión
El uso de combustible nuclear permite obtener mucha más energía en comparación con las fuentes convencionales. La energía nuclear se ha utilizado como fuente de propulsión para barcos y naves espaciales durante varias décadas. En los aviones, la idea de la propulsión nuclear no se ha implementado por completo. El alto riesgo asociado al uso de la energía nuclear en las aeronaves impide la implantación de la propulsión nuclear. La situación es similar en el caso de los automóviles. La idea de la propulsión nuclear en los turismos se ha considerado durante mucho tiempo. Sin embargo, colocar un reactor nuclear, que será la fuente de propulsión, en un vehículo, está asociado con un gran riesgo. Tal reactor sería un generador de neutrones. Son partículas altamente penetrantes de radiación ionizante. Los neutrones no solo serían una amenaza para las personas que se encuentran dentro del vehículo, sino también para quienes se encuentran en sus inmediaciones. La seguridad y otras dificultades de diseño hacen que la propulsión nuclear sea actualmente extremadamente difícil de implementar en los automóviles de pasajeros. En 1946, comenzó la construcción del primer submarino estadounidense de propulsión nuclear. Esta idea resultó ser un gran éxito. Luego se utilizaron soluciones similares en el rompehielos soviético "Arktika". Actualmente, una parte importante de los buques civiles y militares utilizan la energía nuclear como fuente de propulsión.
Energía nuclear en medicina
Los diagnósticos y terapias actualmente realizados de varias enfermedades con el uso de la energía nuclear dan esperanza para su uso más efectivo en el futuro. Se están realizando investigaciones sobre su uso para eliminar también los efectos de diversas enfermedades. Un ejemplo del uso de la energía nuclear en medicina puede ser el diagnóstico por rayos X, que consiste en registrar la radiación que produce el tubo de rayos X, debilitada debido a una absorción parcial por parte del cuerpo del paciente. Las máquinas de rayos X utilizadas permiten tomar imágenes de, por ejemplo, un tórax o un cráneo. La energía nuclear también se utiliza en la producción de muchos medicamentos, en balneología (p. ej., baños terapéuticos), así como en la esterilización de equipos médicos y de laboratorio.
Otros usos de la energía nuclear
- Los fenómenos de desintegración radiactiva han encontrado una amplia aplicación en la producción de baterías de energía eficientes.
- En la ciencia espacial, la energía nuclear se usa para impulsar sondas espaciales diseñadas para explorar el sistema solar.
- En la investigación científica, permite la datación de excavaciones arqueológicas y paleontológicas.
- La energía nuclear se utiliza en procesos de desalinización de agua. Este método es de particular importancia en países que tienen escasos recursos de agua potable.
- También se utiliza para detectar la contaminación en ríos o lagos.
