Al hablar de combustible nuclear lo primero que se nos viene a la cabeza son las plantas nucleares. Es que ciertamente es la fuente que impulsa dichas centrales, pero además también tiene otros usos.
En este artículo está todo lo que debes saber sobre el combustible nuclear.
Qué es el combustible nuclear
Se trata de sustancias químicas que a través de fisión y fusión nuclear son quemados con la finalidad de producir energía nuclear.
La anterior energía, es aquella que se obtiene a través de la división de los núcleos atómicos de las sustancias que intervienen.
Conceptos básicos
Fisión nuclear
Es un proceso en el cual se desintegra el núcleo de una partícula o sustancia, pa
ra posteriormente dividirse en núcleos menos pesados. Esto ocurre usando radiactividad.
La fisión permite producir fotones y neutrones libres y que se genere gran potencial de energía.
Fusión nuclear
Es una reacción nuclear que se da entre dos o más núcleos atómicos, los cuales chocan a altas velocidades para posteriormente fusionarse en un nuevo núcleo atómico.
Tipos de combustibles nucleares
Los principales elementos químicos para los combustibles nucleares son los metales radiactivos como:
El Plutonio
Es un elemento químico metálico, cuyo símbolo es Pu. Este presenta una gran radioactividad, por lo que es de gran interés como combustible nuclear. El isotopo plutonio-239 es el que tiene más usos.
El Uranio
Otro elemento químico metálico, de símbolo U y que también es altamente radioactivo y reactivo.
El Tritio
Es un isotopo natural que se obtiene del hidrógeno y que al igual que los otros elementos, es altamente radioactivo.
Mediante las reacciones de fisión y fusión estos elementos liberan gran cantidad de energía térmica que sirve de combustible nuclear.
Clasificación de los combustibles para reactores nucleares
Se clasifican de acuerdo a las reacciones de fisión y fusión nuclear.
Para los reactores de fisión
Pueden ser a base de óxidos, como por ejemplo, óxidos mixtos y dióxido de uranio. Los óxidos mixtos pueden ser líquidos, metálicos o cerámicos.
Para los reactores de fusión
En este caso se dividen en:
- Fusión de primera generación. Los elementos que participan en este grupo, tienen núcleos con cargas eléctricas muy bajas, por lo son más fáciles de fundir.
- Fusión de segunda generación. Son aquellos elementos que para ser fundidos requieren temperaturas de confinamiento y que generan menos neutrones.
- Fusión de tercera generación. Son aquellas sustancias que generan partículas cargadas en las reacciones primarias.
Combustible nuclear y tecnología
La tecnología nuclear
Consiste en controlar las reacciones nucleares que tienen lugar en las platas de energía nuclear.
Está tecnología es la que usan los elementos combustibles en los reactores.
Dentro de estos últimos, el calor que se produce en la fisión pasa a otro fluido de trabajo, el cual se dirige a unas turbinas que son las encargadas de proporcionar potencia para que funciones los generadores eléctricos.
Usos y aplicaciones de los combustibles nucleares
Energía nuclear
El uso más importante del combustible nuclear es el generar energía. Sin embargo, no solo se limita a las plantas nucleares, sino que en la actualidad abarca un amplio campo de aplicación en los cuales se les puede dar varios usos.
El 10% de la energía eléctrica alrededor del mundo, es proveniente de la energía nuclear y para que esta se genere es necesario el uso de combustible nuclear.
Este combustible lleva el agua a su punto de ebullición para crear el vapor de agua que se necesita para accionar las turbinas.
Por lo que podemos decir que el combustible nuclear es necesario para el desarrollo de los sectores económicos e industriales.
Industrial
Se usa específicamente como método de medición para determinados materiales industriales.
Medicina
La energía nuclear derivada del uso de combustible nuclear, es útil para el diagnóstico e inclusive tratamiento de ciertas enfermedades, esto mediante el empleo de la radiación.
Agricultura
Implícitamente la energía producida por los combustibles nucleares influye positivamente en la agricultura, ya que su radiación surge como agente de destrucción contra bacterias, virus y otros elementos que puedan contaminar los alimentos.
Del mismo modo dicha radiación sirve para esterilizar las herramientas de trabajo.
Armas nucleares
Esta es la aplicación más lamentable que se le da al uso de combustibles nucleares, pero que son una realidad.
A partir de energía nuclear se pueden fabricar armas nucleares y bombas con gran poder de destrucción.
Para ello se utilizan mínimas cantidades de materia y se consigue liberar enormes cantidades de energía.
Ventajas del uso de combustible nuclear
La ventaja más relevante de los combustibles nucleares es no emiten dióxido de carbono ni dióxido de azufre.
Como ya sabemos estos combustibles son los encargados de proveer de energía a las plantas nucleares, las que además son completamente responsables de sus desechos tóxicos.
Por otro lado, estas plantas ocupan menos espacios que otro tipo de planta generadoras de energía eléctrica.
Desventajas del uso de combustible nuclear
En sí las desventajas no están directamente asociadas al combustible nuclear, sino más bien a las plantas a las cuales le suministran energía.
Siendo el inconveniente más grande las emisiones radioactivas que emiten las centrales nucleares, que en caso de algún accidente puede ser completamente nocivo y perjudicial.
De igual modo si los contenedores con desechos nucleares son mal manipulados, puede traer consecuencias terribles.
Por otro lado, la energía nuclear es no renovable, por lo que muchas veces se recurre al abuso de la misma, lo que es potencialmente peligroso en muchos sentidos.
Combustible nuclear y plantas nucleares
En el ámbito de la energía nuclear, todo parece indicar la disminución del uso de combustible, esto debido a que son muy pocos los que quieren invertir en este tipo de energía.
Principalmente porque no es renovable, por lo que es necesario su sobre explotación, que además es una práctica insegura.
Otro punto que impide que la energía nuclear se establezca como principal generadora de electricidad, son los altos costes que involucran los reactores nucleares.
No podemos dejar de mencionar, que desde que existen las plantas nucleares han sido el objetivo de activista ambientales, políticos y pobladores.
Por lo anterior, los combustibles nucleares podrán usarse para otras aplicaciones que no sean las centrales nucleares.
De hecho en los últimos años se ha registrado un importante descenso de la energía derivada de estas plantas.