Energía nuclear, explicación básica.
GENERAL
3/23/20213 min leer
Todos hemos oído hablar de la energía nuclear, de Chernóbil y de Hiroshima, pero ¿Cómo funciona realmente la energía nuclear?
Lo primero que hay que saber es que los átomos están formados por 3 partes fundamentales; electrones (-), protones (+) y neutrones ( ), donde los paréntesis hacen referencia a su carga. En el átomo los electrones están organizados en la parte exterior mientras que los protones y neutrones están sin respetar la distancia de seguridad en el núcleo. (chiste COVID-19)
Conocido esto, hay que saber que esos neutrones y protones dependiendo del elemento son como nosotros en esta época, hay momentos en los que te sientes muy solo y te falta socializar, pero si empieza a llegar mucha gente te pones nervioso y te quieres ir; proponiendo hacer la reunión por separado.
Esta energía que los mantiene juntos se llama energía de nucleón, en la siguiente gráfica se ve una curva que la define por elemento, la gráfica está definida como cuanta energía se necesita para separar el núcleo. En la naturaleza los sistemas tienden a la mínima energía, eso significa que el que esta más tranquilito es el hierro (Fe) que en la gráfica sale arriba del todo.
La energía de todo esto proviene en que, si tú separas el núcleo en dos, obtienes parte de la energía que hacía que estuviese unido, este tipo de energía se conoce como interacción nuclear fuerte y es muy muy pequeña, del orden de 10-19 Joules (muy pequeño tú créeme), pero la trampa viene en que esto es por átomo y en un mol hay 1023 átomos osea que algo muy pequeño multiplicado por algo muy muy grande nos da algo grande.
(Cuando se separa el núcleo se conoce como fisión y cuando se juntan dos más pequeños para hacer uno más grande se llama fusión y es lo que pasa en el sol cuando el hidrógeno se fusiona y pasa a ser helio)
Vamos con el uranio que tanta notación científica cansa, hay dos formas (isotopos) principales de uranio el U-238 y el U-235, la diferencia es lo que hay en el núcleo, pero eso no importa ahora; el que nosotros necesitamos es el U-235, pero adivina ¿cuál es el que más conseguimos? ¡Por supuesto! El U-238, entonces lo que hay que hacer es agarrar todo el uranio que sacamos y juntar U-235 para concentrarlo, eso es el uranio enriquecido, uranio que tiene mayor cantidad de U-235 que lo normal.
(Para uso militar se necesita un 70%-90% de U-235 mientras que para uso energético no suele superar el 7%)
Para lograr sacar esa energía del uranio necesitamos que la reacción sea en cadena, osea que podamos separar muchos átomos seguidos porque sino, no sirve de nada esa energía, por tanto, necesitamos crear una reacción en cadena. Un átomo de U-235 se separa en dos (Kr-92 + Ba-141) y deja 3 neutrones que salen disparados, esos neutrones van como balas y chocan con otros U-235 y los separa. Por tanto 1 átomo separa 3 y esos 3 cada uno separará a otros 3 y ya ¡esto se va a descontrolaaaaaar!
Para frenar ese descontrol, en el núcleo hay dos cosas importantes, un lugar para poner todo eso y que esté un poquito más calmado (agua y grafito) y necesitamos un freno, que son las barras de control.
Las barras de control suelen ser de boro y lo que hacen es interponerse en la reacción porque ellas absorben los neutrones que salen disparados de la fisión de U-235 y por tanto esos neutrones no fisionan más átomos.
La energía desprendida en la fisión la absorbe el agua que está en el núcleo, esa agua se convierte en vapor y mueve una turbina, esa turbina genera energía eléctrica y de ahí pasas a leerte este post donde te explico como llega a tu casa.