Energía nuclear y radiactividad

by Darío Franco on 24 marzo, 2011 · 1 comment

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A raíz del incidente de la central de Fukushima en Japón, se ha vuelto a desatar un polémico debate entorno a la energía nuclear. Pero ¿qué es exactamente la radiación nuclear? y ¿por qué es tan peligrosa?. Primero explicaremos de forma breve qué es una reacción de fisión nuclear y luego hablaremos de algunos efectos de la radiación y de las posibles alternativas. La fisión nuclear, reacción que se produce en el reactor de cualquier central nuclear, consiste en la ruptura de un núcleo atómico pesado. Como consecuencia de la división del núcleo pesado, se generan núcleos más pequeños y otros subproductos como neutrones, fotones de gran energía (rayos gamma), partículas alfa (núcleos de helio) y partículas beta (electrones y positrones de alta energía). Los neutrones que se generan en la fisión de un átomo, pueden impactar en átomos vecinos, rompiéndolos y produciendo una reacción en cadena que libera gran cantidad de energía. La energía liberada, nos la da la diferencia de masa entre el núcleo antes de la fisión y la suma de los productos de esta, según la famosa ecuación de Einstein E = m·c2. Esta reacción en cadena puede producirse de forma incontrolada como en la bomba atómica, o controlada como en los reactores nucleares donde la energía es liberada lentamente.
En las centrales nucleares, la energía liberada en la fisión, es aprovechada para calentar agua y conseguir vapor a alta presión. Este vapor de agua se hace circular a través de turbinas las cuales hacen girar unos generadores que son los que producen la energía eléctrica que se vuelca a la red. El vapor que sale de la turbina se condensa en las torres de refrigeración (esas enormes chimeneas), y regresa a la caldera del reactor.

¿POR QUÉ ES TAN NOCIVA LA RADIACIÓN NUCLEAR?
Las partículas alfa, beta y los rayos gamma que se desprenden en una reacción de fisión, penetran en nuestro cuerpo y su energía puede provocar la descomposición química de las moléculas que encuentren a su paso. Los rayos gamma, que son más penetrantes, pueden llegar a los núcleos de las células, rompiendo cromosomas y provocando mutaciones en los genes.
Otro de los efectos de la radiación, es que ioniza el agua de nuestro cuerpo formando H2O2 que altera el funcionamiento de las células o hidronio (H3O+) que produce envenenamiento.
El problema del material radiactivo es que no se puede detener su proceso de desintegración. Por ejemplo, el uranio 234, el combustible nuclear más habitual, tiene una semivida (tiempo que tarda en perder la mitad de su radiactividad) de 248.000 años.
En realidad, todos estamos expuestos a la radiactividad ambiental que proviene de fuentes naturales. Gracias a la radiación cósmica, de media todos recibimos una dosis de 2,4 mSv al año. Por debajo de 100 mSv no se aprecian efectos clínicos, pero a 4000 mSv (4 Sv) mueren la mitad de las personas irradiadas.

¿TENEMOS ALTERNATIVAS A LA ENERGÍA NUCLEAR?
Lo primero que hay que asumir, es que el nivel de vida de los países desarrollados no se puede concebir sin la energía nuclear. Renunciar al nivel de vida al que estamos acostumbrados, no es tarea fácil. Las energías renovables no cubrirían toda la demanda y su coste es elevado, mientras que los combustibles fósiles (petróleo, carbón, gas natural) contribuyen al calentamiento global y se agotarán en apenas un siglo. Hoy por hoy, la única alternativa viable a la fisión, es la fusión nuclear.
En una reacción de fusión, se unen dos átomos para engendrar un elemento más pesado, liberando un neutrón y cantidades ingentes de energía. Esto es lo que ocurre en el Sol, donde núcleos de hidrógeno se unen constantemente para formar helio. En la fusión nuclear no se emiten partículas alfa, beta, ni rayos gamma por lo que no hay riesgo radiactivo. La energía que se obtiene es limpia, inagotable y prácticamente gratuita. Entonces, ¿cuál es el inconveniente de la fusión?. El problema está en la temperatura que se necesita para juntar dos núcleos de hidrógeno. Para hacernos una idea, la temperatura en la superficie del Sol es de unos 5.800 ºC, pero como en la Tierra la gravedad y la presión son muy inferiores, para que tenga lugar la fusión, necesitamos del orden de veinte veces la temperatura de la superficie del Sol, es decir, unos 115.000 ºC. Sobra decir, que no existe material capaz de aguantar estas temperaturas.

EL SUEÑO DE LA FUSIÓN
En el centro nuclear de fusión en Culham en Inglaterra (CCFE), el equipo de Steven Cowley ya ha conseguido reproducir la fusión nuclear a escala de laboratorio. La clave está en utilizar campos magnéticos para contener el magma evitando así el contacto físico. Pero todavía no se tiene el control suficiente sobre estos campos como para llevarlo a escala industrial. Se prevee que para el 2030 se construirá la primera planta de fusión en Didcot (Oxfordshire, UK). Sin lugar a dudas, la fusión nuclear,  la energía de las estrellas, es la energía del futuro. Ha llegado el momento de que los gobiernos le den la prioridad que merece, dediquen más recursos a la investigación y desterremos para siempre accidentes tan dramáticos como los de Chernóbil o Fukushima.

Puedes descargarte la entrevista de Eduardo Punset a Steven Cowley sobre fusión nuclear, aquí.
Para ver la charla “La fusión es el futuro de la energía” de Steven Cowley para TED, haz clic aquí.

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Anonymous abril 6, 2011 a las 03:34

Interezante apunte sobre la energia nuclear y su impacto en nuestro cuerpo y en el ambiente y su gran virtud como energia segura e inagotable dandole un buen manejo..

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