Energía nuclear

La energía nuclear es energía en el núcleo de un átomo

Los átomos son las partículas diminutas en las moléculas que componen gases, líquidos y sólidos. Los átomos en sí se componen de tres partículas llamadas protones, neutrones y electrones. Un átomo tiene un núcleo (o núcleo) que contiene protones y neutrones, que está rodeado de electrones. Los protones llevan una carga eléctrica positiva y los electrones llevan una carga eléctrica negativa. Los neutrones no tienen una carga eléctrica. Hay una energía enorme en los enlaces que mantienen unido el núcleo. Esta energía nuclear se puede liberar cuando se rompen esos lazos. Los enlaces se pueden romper a través de la fesión nuclear, y esta energía se puede utilizar para producir electricidad.

En la fisión nuclear, los átomos se separan, lo que libera energía. Todas las centrales nucleares utilizan fesión nuclear, y la mayoría de las centrales nucleares utilizan átomos de uranio. Durante la fisión nuclear, un neutrón choca con un átomo de uranio y lo divide, liberando una gran cantidad de energía en forma de calor y radiación. También se liberan más neutrones cuando un átomo de uranio se divide. Estos neutrones continúan colisionando con otros átomos de uranio, y el proceso se repite una y otra vez. Este proceso se denomina reacción en cadena nuclear. Esta reacción se controla en reactores de centrales nucleares para producir una cantidad deseada de calor.

La energía nuclear también se puede liberar en la fusión nuclear, donde los átomos se combinan o fusionan para formar un átomo más grande. La fusión es la fuente de energía en el sol y las estrellas. El desarrollo de tecnología para aprovechar la fusión nuclear como fuente de energía para la generación de calor y electricidad es objeto de investigación en curso, pero si será o no una tecnología comercialmente viable aún no está claro debido a la dificultad para controlar una reacción de fusión.

Combustible nuclear: uranio

El uranio es el combustible más utilizado por las centrales nucleares para la fesión nuclear. El uranio se considera una fuente de energía no renovable, a pesar de que es un metal común que se encuentra en las rocas de todo el mundo. Las centrales nucleares utilizan un cierto tipo de uranio, conocido como U-235, para combustible porque sus átomos se separan fácilmente. Aunque el uranio es aproximadamente 100 veces más común que la plata, el U-235 es relativamente raro.

La mayoría del mineral de uranio estadounidense se extrae en el oeste de los Estados Unidos. Una vez extraído el uranio, el U-235 debe extraerse y procesarse antes de que pueda utilizarse como combustible

La energía nuclear proviene de la fisión nuclear

Las centrales nucleares calientan el agua para producir vapor. El vapor se utiliza para girar grandes turbinas que generan electricidad. Las centrales nucleares utilizan calor producido durante la fispesión nuclear para calentar el agua.

En la fisión nuclear, los átomos se separan para formar átomos más pequeños, liberando energía. La fisión tiene lugar dentro del reactor de una central nuclear. En el centro del reactor está el núcleo, que contiene combustible de uranio.

El combustible de uranio se forma en pellets cerámicos. Cada pellet de cerámica produce aproximadamente la misma cantidad de energía que 150 galones de aceite. Estos pellets ricos en energía se apilan de extremo a extremo en barras de combustible de metal de 12 pies. Un paquete de barras de combustible, algunas con cientos de varillas, se llama un conjunto de combustible. Un núcleo del reactor contiene muchos conjuntos de combustible.

El calor producido durante la fisión nuclear en el núcleo del reactor se utiliza para hervir el agua en vapor, lo que convierte las cuchillas de una turbina de vapor. A medida que las palas de la turbina giran, impulsan generadores que producen electricidad. Las plantas nucleares enfrían el vapor de nuevo en el agua en una estructura separada en la planta de energía llamada torre de refrigeración, o usan agua de estanques, ríos o el océano. El agua enfriada se reutiliza para producir vapor.

Estados Unidos genera más energía nuclear que cualquier otro país
En 2016, 31 países tenían centrales nucleares comerciales, y en 15 de los países, la energía nuclear suministró al menos el 20% de su generación total anual de electricidad. Estados Unidos tenía la mayor capacidad de generación de electricidad nuclear y generaba más electricidad nuclear que cualquier otro país. Francia, con la segunda mayor capacidad de generación de electricidad nuclear y la segunda generación de electricidad nuclear más alta, tuvo la mayor parte (alrededor del 73%) de la generación total anual de electricidad a partir de energía nuclear.

los cinco principales países de generación de electricidad nuclear