Generación de energía nuclear

Hola, amigos. Hoy vamos a  aprender sobre la energía nuclear,   y para ello vamos a visitar mi estado natal.  ¿Idaho? Así es. ¿Tierra de las papas  y también de la energía nuclear? Si has conducido por Idaho, es muy probable  que hayas pasado por un pintoresco pueblecito   llamado Arco, donde encontrarás el restaurante  Pickle's Place, hogar de la “Hamburguesa Atómica”. Espera, ¿una hamburguesa radiactiva?  Suena un poco… perturbador. En realidad, Arco se convirtió en la  primera ciudad del mundo en funcionar   con energía nuclear. Y, por supuesto, Arco  se convirtió en la primera ciudad en servir   hamburguesas atómicas, asadas y doradas a  la perfección utilizando energía nuclear. Pero, ¿qué ocurre bajo esa parrilla? ¿Estarán utilizando rocas verdes fosforescentes   para hacer esas deliciosas hamburguesas atómicas? Averigüémoslo. Las centrales nucleares suelen tener un aspecto  siniestro y un poco aterrador, pero producen   energía de la misma manera que la mayoría de  las demás plantas generadoras de electricidad. En pocas palabras: Se hierve  agua para crear vapor, el cual   hace girar las turbinas para producir energía. La mayoría de las centrales nucleares  utilizan reactores de agua ligera para   generar electricidad. Estos reactores  se componen de cinco partes básicas. En primer lugar, tenemos el núcleo del reactor,  donde se insertan las barras de combustible. A continuación, tenemos una vasija de contención   que encierra al reactor y las  barras de combustible gastadas. Dentro, tenemos el suministro de  agua, que hierve para generar vapor. Ese vapor hace girar una turbina unida  a un generador que produce electricidad. Este acto de hacer girar un generador eléctrico  es en realidad el mismo proceso que se utiliza   para el carbón, el gas, la geotermia, la  energía hidráulica y la energía eólica. No importa lo complejo que sea el  sistema de generación de electricidad,   todo se reduce a la misma idea, básicamente  se trata de hacer girar una rueda,   uno de los inventos humanos más antiguos de la era  agrícola, y eso es lo que produce la electricidad. Por último, tenemos el exceso de vapor de agua,   que es la única emisión directa de  la generación de energía nuclear. Muy fácil, ¿verdad? Bueno, en  realidad es bastante complejo.  ¿Cómo se calienta el agua exactamente? La  energía nuclear no es tan fácil como encender   una parrilla, e implica descender hasta la  unidad más pequeña de la materia, el átomo. En este caso, obtenemos la energía a nivel  atómico, pero no proviene del átomo propiamente. No, para obtener energía, necesitamos  dividir el átomo. Este proceso se llama   fisión y se produce cuando se  disparan neutrones a un átomo,   logrando que se divida en átomos separados  formados por otros elementos más pequeños. Esta división produce una  enorme cantidad de energía,   cuya mayor parte se convierte en calor,  que hierve el agua y produce vapor. Sin embargo, se necesita un tipo especial de átomo  para que se produzca la fisión, y la mayoría de   los reactores nucleares utilizan uranio-235. Pero, ¿por qué el uranio-235?  Bueno, en primer lugar, el uranio-235 es grande,  no tan grande como una hamburguesa con doble carne   y extra queso, pero sí bastante grande en escala  atómica. En el mundo atómico, es un átomo pesado. En segundo lugar, el uranio-235 es  inestable porque no sólo es grande,   sino que también es un isótopo, lo que significa  que tiene un número diferente de neutrones   que la forma más común de uranio, que es el  uranio-238, el cual tiene tres neutrones más.   Esto hace que el uranio-235 sea inestable o  fisible como la fisión, lo que significa que   puede ser dividido por un neutrón, produciendo  así otros elementos, energía y más neutrones. Esos neutrones producidos chocan a  su vez contra otros átomos de U-235,   dividiéndolos y provocando una reacción en cadena,  que es lo que hace funcionar la energía nuclear. Esta reacción en cadena es realmente importante  porque es lo que hace que una central nuclear   sea tan diferente de su… bueno… más  destructiva prima, la bomba atómica. En las bombas atómicas se utiliza  el mismo proceso de fisión nuclear,   salvo que se trata de una reacción rápida,  destructiva y descontrolada que da lugar   a explosiones de gran potencia, algo que no  queremos que ocurra en una central nuclear. Ahora bien, un poco da para mucho cuando se trata  de fisión nuclear. El combustible se compone en   realidad de diminutas pastillas cilíndricas  de uranio-235. Cada una es del tamaño de la   goma de un lápiz, pero cada una contiene la  energía equivalente a una tonelada de carbón. Sí, una tonelada literal. Estas pastillas se agrupan para formar  barras de combustible, que se agrupan a   su vez en elementos o ensambles combustibles  que son colocados en el reactor nuclear. La fisión nuclear es, por tanto,   realmente potente y puede generar mucho  calor a partir de muy poco material. Pero para evitar que la  temperatura se eleve demasiado,   lo que provocaría una fusión nuclear —y  no, no estoy hablando de queso fundido,   por desgracia—, el reactor, por  lo tanto, se enfría con agua. Cuando el reactor nuclear genera más  calor del que puede eliminar el sistema   de refrigeración o el agua, las barras de  combustible pueden calentarse tanto que   podrían empezar a fundirse y caer al fondo del  reactor, donde potencialmente pueden fundirse   del todo y escapar al ambiente. A eso se le llama fusión nuclear,   y por eso también, en parte, el reactor  está rodeado por una vasija de contención   de acero grueso y hormigón, que impide  que los materiales radiactivos se escapen. En verdad no queremos tener  hamburguesas radiactivas. Pero las barras de combustibles no  duran para siempre. Después de tres   a seis años en un reactor, las barras  de combustible ya no pueden mantener   la reacción de fisión de forma eficaz  y se vuelven altamente radiactivas. Así que, hay que retirarlas y  almacenarlas cuidadosamente. ¿Pero qué podemos hacer  con los residuos nucleares? El problema del combustible nuclear gastado  es que es altamente radiactivo. Estos restos   radiactivos pueden permanecer en el aire, el  suelo y el agua durante miles y miles de años   y dañar el ADN de los organismos vivos,  provocando cáncer y otras afecciones. Durante un periodo, en realidad bastante  largo, de 1946 a 1993, para ser exactos,   muchos países se limitaron a verter los  residuos nucleares radiactivos en el océano. Esto se prohibió eventualmente, y no es  difícil imaginar el motivo. En su lugar,   los residuos nucleares se pueden enterrar,  pero también hay problemas con eso.  En cambio, se pueden almacenar en  contenedores secos o en piscinas,   pero no son soluciones a largo plazo. Si no se contienen adecuadamente los residuos  nucleares pueden filtrarse al suelo o al agua.   Entonces, ¿dónde podemos enterrarlos de forma  segura? Bueno, en realidad, en ningún sitio. En todo el mundo, el combustible  radiactivo gastado se almacena en   diversos sistemas de contención, pero  ninguno de ellos es realmente duradero. También es posible reciclar y reprocesar  las barras de combustible agotado,   separando el uranio no utilizado  del combustible nuclear agotado. Sin embargo, este reprocesamiento  es bastante caro y peligroso. El   reprocesamiento suele ser mucho más caro  que el almacenamiento o la eliminación   del combustible nuclear agotado,  y sigue dando lugar a una cantidad   considerable de materiales radiactivos  sobrantes que todavía hay que eliminar. Sin embargo, no hay una solución perfecta en  lo que respecta a la producción de energía. Cualquier tipo de producción de energía eléctrica  tiene sus ventajas y desventajas. ¡Pero la   hamburguesa atómica de Pickle Place es bastante  perfecta!, y creo que ahora me comeré una.