Para que sirve la energia nuclear

Nuevas centrales nucleares

Los isótopos son variantes de un elemento químico determinado que tienen núcleos con el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones. Algunos isótopos se denominan «estables» porque no cambian con el tiempo. Otros son «inestables» o radiactivos, ya que sus núcleos cambian con el tiempo por la pérdida de partículas alfa y beta. Los atributos de los átomos que se desintegran de forma natural, conocidos como «radioisótopos», dan a estos átomos varias aplicaciones en muchos aspectos de la vida moderna.

La primera aplicación práctica de un radioisótopo la realizó un húngaro llamado George de Hevesy en 1911. Por aquel entonces, de Hevesy era un joven estudiante que trabajaba en Manchester estudiando materiales naturalmente radiactivos. Al no tener mucho dinero, vivía en un alojamiento modesto y comía con su casera. Empezó a sospechar que algunas de las comidas que aparecían regularmente podían estar hechas con las sobras de los días o incluso semanas anteriores, pero nunca pudo estar seguro. Para intentar confirmar sus sospechas, de Hevesy puso una pequeña cantidad de material radiactivo en los restos de una comida. Varios días después, cuando se sirvió de nuevo el mismo plato, utilizó un sencillo instrumento de detección de radiaciones -un electroscopio de hoja de oro- para comprobar si la comida era radiactiva. Lo era, y las sospechas de de Hevesy se confirmaron.

Por qué la energía nuclear es buena

Los sistemas de transmisión nórdicos y bálticos están muy interconectados y, desde 2013, Suecia es un exportador neto de electricidad. En 2013, Suecia exportó unos 10 TWh; en 2014, 15,6 TWh; en 2015, 22,6 TWh; en 2016, 11,7 TWh; en 2017, 19 TWh; y en 2018, 17,2 TWh.

Suecia tiene tres centrales nucleares operativas, con un total de seis reactores, y otros ocho reactores en diferentes fases de desmantelamiento. Los reactores son propiedad de Vattenfall (de propiedad gubernamental) y los servicios públicos privados son Uniper SE (antes E.ON Suecia) y Fortum Suecia (de propiedad mayoritaria del gobierno finlandés).

Hasta finales de la década de 1960, la energía hidroeléctrica era la principal fuente de energía para el crecimiento industrial de Suecia. En 1965 se decidió complementarla con energía nuclear, para evitar la incertidumbre de los precios del petróleo y aumentar la seguridad del suministro. Esta política se vio reforzada por las crisis del petróleo de principios de los años 70, en un momento en el que Suecia dependía del petróleo para cerca del 75% de su consumo energético y una quinta parte de su electricidad, al mismo tiempo que la demanda de electricidad aumentaba un 7% al año.

Cómo funciona una central nuclear

La central nuclear de Leibstadt, en Suiza, de 1200 MWe. El reactor de agua en ebullición (BWR), situado en el interior de la estructura cilíndrica con cúpula, es de tamaño reducido por su torre de refrigeración. La central produce una media anual de 25 millones de kilovatios-hora al día, suficiente para abastecer a una ciudad del tamaño de Boston[1].

La energía nuclear es el uso de reacciones nucleares para producir electricidad. La energía nuclear puede obtenerse a partir de reacciones de fisión nuclear, desintegración nuclear y fusión nuclear. En la actualidad, la mayor parte de la electricidad procedente de la energía nuclear se produce mediante la fisión nuclear del uranio y el plutonio en las centrales nucleares. Los procesos de desintegración nuclear se utilizan en aplicaciones nicho como los generadores termoeléctricos de radioisótopos en algunas sondas espaciales como la Voyager 2. La generación de electricidad a partir de la energía de fusión sigue siendo el centro de la investigación internacional.

La energía nuclear civil suministró 2.586 teravatios hora (TWh) de electricidad en 2019, lo que equivale a alrededor del 10% de la generación mundial de electricidad, y fue la segunda fuente de energía de baja emisión de carbono después de la hidroelectricidad. En septiembre de 2021,[actualización] hay 444 reactores de fisión civiles en el mundo, con una capacidad eléctrica combinada de 396 gigavatios (GW). También hay 53 reactores de energía nuclear en construcción y 98 reactores planificados, con una capacidad combinada de 60 GW y 103 GW, respectivamente. Estados Unidos tiene el mayor parque de reactores nucleares, que generan más de 800 TWh de electricidad sin emisiones al año con un factor de capacidad medio del 92%. La mayoría de los reactores en construcción son de la generación III en Asia.

Primera central nuclear

La energía nuclear procede de la energía de enlace que se almacena en el centro de un átomo y lo mantiene unido. Para liberar la energía, el átomo tiene que dividirse en átomos más pequeños. Este proceso se llama fisión.

La vasija del reactor es una cápsula de acero resistente que alberga elementos de combustible: cilindros metálicos sellados que contienen uranio. Los neutrones se disparan contra los átomos de uranio, haciendo que se dividan y liberen más neutrones. Éstos chocan con otros átomos, provocando más divisiones, y así continúa la reacción en cadena. Es esta reacción en cadena la que genera la enorme cantidad de calor necesaria para la siguiente etapa.

El agua pasa por la vasija del reactor, donde la reacción en cadena la calienta a unos 300°C. El agua debe permanecer en estado líquido para que la central funcione, por lo que el presurizador aplica una presión atmosférica aproximadamente 155 veces superior para evitar que hierva y se evapore.

Esta agua caliente y presurizada fluye por miles de tuberías en bucle, mientras que una segunda corriente de agua fluye por el exterior de las tuberías.  Esta agua tiene mucha menos presión, por lo que el calor de las tuberías la convierte en vapor.