LA ENERGÍA NUCLEAR, ventajas y desventajas

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Este es nuestro trabajo de CMC para la 3ª evaluación. Esperamos que os guste. Xoel López y María Fernández

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  • La obtencion de energia nuclear puede llevarse a cabo mediante dos procesos opuestos: FISION: La   fisión nuclear  consiste en la división del núcleo de un átomo pesado en otros elementos más ligeros y pequeños las llamadas,  partículas subatómica . En esta reacción se libera gran cantidad de energía. A pesar de ser altamente productiva (energéticamente hablando), es también muy difícil de controlar. Las particulas subatómicas que los núcleo tienes son: Los protones : partícula con carga eléctrica elemental + Los neutrones : partícula sin cargan neta Los quarks : componentes elementales de la materia, los quarks se combinan para formar partículas como lo protones y los neutrones. En el proceso de la  fisión nuclear 1- Una partícula como el neutrón golpea un átomo de uranio-235 o de plutonio-239 y hace que se divida en dos fragmentos. 2- Cada uno de los dos fragmentos que son radiactivos tiene aproximadamente la mitad de los neutrones y protones del núcleo original. 3- Se liberan dos o tres neutrones más. 4-Este proceso libera una gran cantidad de energía en forma de radiación y calor.
  • La  fusión nuclear  es una reacción nuclear en la que  dos núcleos de átomos ligeros , en general el hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio),  se unen  para formar otro núcleo más pesado,  liberando una gran cantidad de energía . Un ejemplo claro lo vemos a diario en la  energía solar  que tiene su origen en la fusión de núcleos de hidrógeno, generándose helio y liberándose una gran cantidad de energía que llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética. Para efectuar las reacciones de fusión nuclear, se deben cumplir los siguientes  requisitos : Temperatura muy elevada  para separar los electrones del núcleo y que éste se aproxime a otro venciendo las fuerzas de repulsión electrostáticas. La masa gaseosa compuesta por electrones libres y átomos altamente ionizados se denomina PLASMA. Confinamiento  necesario para mantener el plasma a elevada temperatura durante un tiempo mínimo. Densidad del plasma suficiente  para que los núcleos estén cerca unos de otros y puedan lugar a reacciones de fusión. Fusión nuclear por confinamiento inercial (FCI) : Consiste en crear un medio tan denso que las partículas no tengan casi ninguna posibilidad de escapar sin chocar entre sí. Una pequeña esfera compuesta por deuterio y tritio es impactada por un haz de láser, provocándose su implosión. Así, se hace cientos de veces más densa y explosiona bajo los efectos de la reacción de fusión nuclear. Fusión nuclear por confinamiento magnético (FCM) : Las partículas eléctricamente cargadas del plasma son atrapadas en un espacio reducido por la acción de un campo magnético. El dispositivo más desarrollado tiene forma toroidal y se denomina TOKAMAK.
  • Producción de electricidad en la central nuclear Una central nuclear tiene cuatro partes:  El  reactor  en el que se produce la fisión El  generador de vapor  en el que el calor producido por la fisión se usa para hacer hervir agua La  turbina  que produce electricidad con la energía contenida en el vapor El  condensador  en el cual se enfría el vapor, convirtiéndolo en agua líquida. La reacción nuclear tiene lugar en el reactor, en el están las agrupaciones de  varillas de combustible  intercaladas con unas decenas de  barras de control  que están hechas de un material que absorbe los neutrones. Introduciendo estas barras de control más o menos se controla el ritmo de la fisión nuclear ajustándolo a las necesidades de generación de electricidad.En las centrales nucleares habituales hay un circuito primario de agua en el que esta se calienta por la fisión del uranio. Este circuito forma un sistema cerrado en el que el agua circula bajo presión, para que permanezca líquida a pesar de que la temperatura que alcanza es de unos 293ºC. Con el agua del circuito primario se calienta otro circuito de agua, llamado secundario. El agua de este circuito secundario se transforma en vapor a presión que es conducido a una turbina. El giro de la turbina mueve a un generador que es el que produce la corriente eléctrica. Finalmente, el agua es enfriada en torres de enfriamiento, o por otros procedimientos.
  • El desarrollo de la tecnología nuclear en España a partir de 1917 tiene tres fases: la primera, de toma de contacto; la segunda, de introducción a las aplicaciones de generación eléctrica, representada por la construcción de las tres primeras centrales nucleares del programa (Zorita, Garariona y Vandellós I); y la tercera relativa al desarrollo de una industria nuclear moderna.
  • El desarrollo de la tecnología nuclear en España a partir de 1917 tiene tres fases: la primera, de toma de contacto; la segunda, de introducción a las aplicaciones de generación eléctrica, representada por la construcción de las tres primeras centrales nucleares del programa (Zorita, Garariona y Valdellós I); y la tercera relativa al desarrollo de una industria nuclear moderna. Los resultados obtenidos en el terreno industrial han sido tan favorables, que se puede decir que no tienen precedente en ninguna otra actividad económica en la historia de España. Sin embargo el rápido desarrollo ha sufrido la paralización de varios proyectos nucleares en los últimos años, consecuencia de un descenso importante en las previsiones del crecimiento de la demanda eléctrica. Por otro lado, la progresiva mentalización en temas relativos al riesgo y a la agresión al medio ambiente ha traído como consecuencia que una parte de la opinión pública adopte posiciones en contra de los usos pacíficos de la energía nuclear. Estas circunstancias, igual en España que en otros países, ha dado lugar a una desmotivación política a la hora de establecer objetivos nucleares. En 1982 se estableció la Moratoria Nuclear, ley por la cual se interrumpió la construcción de nuevas centrales nucleares e incluso algunas que se estaban construyendo se paralizaron. Aunque las centrales que estaban en explotación continuaron funcionando pero no cubrían la demanda de energía. En 1987 se podía predecir un próximo relanzamiento del programa nuclear por tres razones concretas: - 1.-  En primer lugar los principales partidos políticos no presentaban una oposición clara a la energía nuclear. - 2.-  En segundo lugar, según el Plan Energético Nacional se predecía un crecimiento manda eléctrica de un 3.5% anual, que no podría ser cubierto a partir de 1995 más que un carbón importado o energía nuclear, y se precisaría para ello la instalación de una central nueva cada año. - 3.-  Y, en último lugar, de no renunciarse totalmente a la opción nuclear seria preciso planificar y contrastar en breve nuevas unidades, que entrarían en operación en 1997. Actualmente, sin embargo se ha recurrido a otras fuentes para satisfacer la demanda de energía, como el carbón importado y el gas natura
  • El mapa esta basado en los datos de producción del año 2009 los cuales arrojan que Estados Unidos es el principal productor de energía nuclear con 104 reactores de los cuales tan solo el 20% de estos es utilizado para la generación de energía eléctrica. Después de Estados Unidos, le Sigue Francia con 58 reactores en funcionamiento, solo que ellos dependen íntegramente de sus reactores para la generación de electricidad ya que el 75.2% es generada a través de ellos. Seguido a este se encuentra Japón con un total de 55 reactores produciendo aproximadamente el 30% de la energía eléctrica. Según el Organismo Internacional de Energía Atómica por sus siglas OIEA, existen un total de 442 plantas nucleares repartidas en 29 países. La eficiencia de utilizar esta energía nuclear para abastecer electricidad es de las mejores, mas sin embargo cuando suceden tragedias y desastres naturales, las consecuencias son fatales.
  • El principal inconveniente y lo que la hace más peligrosa es que seguridad en su uso recae sobre la responsabilidad de las personas. Decisiones irresponsables pueden provocar accidentes en las centrales nucleares pero, aún mucho peor, se puede utilizar con fines militares como se demuestra en la  historia de la energía nuclear  en que la primera vez que se utilizó la energía nuclear tras las oportunas investigaciones fue para atacar Japón en la Segunda Guerra Mundial con dos bombas nucleares. A nivel civil, uno de los principales  inconvenientes  és la  generación de  residuos nucleares  y la dificultad para gestionarlos ya que tardan muchísimos años en perder su  radiactividad  y peligrosidad. Apenas incide favorablemente en el cambio climático porqué la principal fuente de emisiones es el transporte por carretera. En los principales países de producción de  energía nuclear  para mantener constante el número de  reactores operativos deberían construirse 80 nuevos  reactores  en los próximos diez años. Si bien económicamente es rentable desde el punto de vista del combustible consumido respecto a la  energía obtenida no lo és tanto si se analizan los costes de la construcción y puesta en marcha de una  planta nuclear  teniendo en cuenta que, por ejemplo en España, la vida útil de las  plantas nucleares  és de 40 años. Inconvenientes  de seguridad incrementados ahora con el terrorismo internacional. Además de la proliferación de  energía nuclear  que obligaría a recurrir al  plutonio  como combustible. Aunque los sistemas de seguridad son muy avanzados, las  reacciones nucleares por fisión  generan unas reacciones en cadena que si los sitemas de control fallasen provocarían una  explosión radiactiva . Por otra parte, la  energía nuclear de fusión  és inviable debido a la dificultad para calentar el gas a temperaturas tan altas y para mantener un número suficiente de núcleos durante un tiempo suficiente para obtener una energía liberada superior a la necesaria para calentar y retener el gas resulta altamente costoso.
  • Un tercio de la energia generada en Europa proviene de la  energía nuclear , esto supone que se emiten 700 millones de toneladas de CO 2  y otros contaminantes generados a partir de la quema de  combustibles fósiles . Actualmente se consumen más  combustibles fósiles  de los que se producen de modo que en un futuro no muy lejano se agotarian estos recursos. Una de las grandes  ventajas  del uso de la  energía nuclear  és la relación entre la cantidad de combustible utilizado y la energía obtenida. Esto se traduce, también, en un ahorro en transportes, residuos, etc. Al ser una alternativa a los combustibles fósiles como el carbón o el petróleo, evitaríamos el problema del llamado calentamiento global, el qual, se cree que tiene una influéncia más que importante con el cambio climático del planeta. Mejoraría la calidad del aire que respiramos con lo que ello implicaria en el descenso de enfermedades y calidad de vida. Sobre éste último punto conviene destacar que lo que realmente tiene una influéncia importante con el calentamiento global  son las emisiones provocadas por el transporte por carretera y que las que generan la generación de energía por  combustibles fósiles  són relativamente muy pocas. Aún así, una de las aplicaciones de la  energía nuclear  (aunque muy poco utilizada) és convertirla en  energía mecánica  para el transporte. Actualmente la  generación de energía eléctrica  se realiza mediante  reacciones de fisión nuclear , pero si la  fusión nuclear  fuera practicable, ofrecería las siguientes ventajas: Obtendríamos una fuente de combustible inagotable. Evitariamos accidentes en el reactor por las reacciones en cadena que se producen en las  fisiones . Los residuos generados són mucho menos  radiactivos .
  • La  Central Nuclear de Chernóbil  era administrada, en 1986, por el gobierno de la  Unión de Repúblicas Socialistas Soviéticas (U.R.S.S.) . En medio de una prueba en la cual se simulaba un corte eléctrico, el reactor 4 de la Central aumentó de forma imprevista su potencia, lo que produjo un sobrecalentamiento de su núcleo que hizo explotar el hidrógeno acumulado en su interior. ¿Por qué este accidente nuclear quedó en la historia? Sin dudas, por su inmensa magnitud. El material radiactivo liberado fue  unas 500 veces superior  al que liberó la bomba atómica que  Estados Unidos  arrojó sobre  Hiroshima  en  1945 . Otra muestra de la relevancia de la tragedia de Chernóbil es que se trata del único accidente que alcanzó  la categoría más alta (nivel 7) en la escala INES . La explosión causó la muerte directa de 31 personas y obligó a que el gobierno de la U.R.S.S. ordenara la evacuación de 135.000 personas . La radiactividad emanada por el accidente llegó a diversos países europeos. Pese a la catástrofe, el cierre definitivo de la Central se produjo recién en diciembre de 2000. Hoy, Chernóbil es una ciudad  casi abandonada . La contaminación del accidente de 1986 se extendió por todas las regiones cercanas a la planta nuclear, siendo Bielorrusia  la nación más afectada. Todavía hoy la contaminación de Chernóbil se encuentra en el suelo, con estroncio-90 y cesio-137 que son absorbidos por las plantas y los hongos, ingresando, de esta forma, en la cadena alimenticia.
  • España ,  19 de octubre  de  1989 : la  central nuclear de Vandellós , cerca de  Tarragona , sufrió un incendio en la zona de turbinas. No se liberó radiactividad ni se dañó el núcleo, pero los sistemas de seguridad resultaron seriamente dañados, por lo que se decidió cerrar la planta, que en la actualidad se encuentra en periodo de desmantelamiento. Zaragoza ,  España , del  10  al  20 de diciembre  de  1990 : 27 pacientes de cáncer reciben radioterapia en malas condiciones por un  acelerador de electrones estropeado , provocando la muerte de once de ellos. 1   2   3 España ,  28 de noviembre  de  2007 : Un error en la configuración de los conductos de ventilación del edificio de combustible de la  Central Nuclear de Ascó  provoca que se liberen partículas radioactivas al exterior. 10  La estimación de actividad vertida finalmente asciende a un máximo de 84,95 millones de bequerelios (2,3 milicurios (mCi)) de 60Co, 54Mn, 51Cr y 59Fe, sin registrarse afecciones radiológicas en los trabajadores y los habitantes de la zona. El incidente fue notificado al  Consejo de Seguridad Nuclear  en abril de  2008 , lo que provocó que el director de la central fuera destituido, acusado, además, de falsear los datos del incidente. 11
  • LA ENERGÍA NUCLEAR, ventajas y desventajas

    1. 1. María Fernández Túñez Xoel López Penido 1ºBACH.C
    2. 2.  Es la energía que se libera al dividir el núcleo de un átomo o al unir dos átomos para convertirse en uno. De ahí, núcleo, deriva la palabra nuclear. Sin embargo, utilizamos el término “energía nuclear”
    3. 3.  2.1. Fisión nuclear: consiste en la división del núcleo de un átomo en partículas subatómicas: protones, neutrones y quarks.
    4. 4.  2.2. Fusión nuclear: consiste en la unión de dos átomos ligeros, generalmente de: hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio).
    5. 5.  Requisitos: temperatura elevada, confinamiento y densidad del plasma. Métodos: por confinamientos inercial (FCI) y por confinamientos magnético (FCM) Un ejemplo común es el de la energía solar, ya que se produce por la fusión de núcleos.
    6. 6.  Se produce en las centrales nucleares. Cuentan con 5 partes:- Reactor- Generador de vapor- Turbina- Condensador- Varillas de combustibles y barras de control
    7. 7. - Agroalimentarias: desarrollo de técnicas para cultivos más productivos.- Industriales: análisis de procesos.- Médicas: medicamentos y terapias.- Medioambientales: determinación de sustancias contaminantes.- Otras: análisis de huesos, geoquímica y geofísica.
    8. 8.  Ha pasado por 3 fases:- Toma de contacto- Introducción a la generación de energía eléctrica (construcción de Zorita, Garoña y Valdellós I)- Desarrollo de la industria nuclear.
    9. 9.  Destacan:- La ley de Moratoria nuclear (1982)- Relanzamiento del programa nuclear (1987) por 3 razones concretas.- Oposición de distintos sectores contra las centrales nucleares durante las últimas década por sus riesgos y cierre de estas.
    10. 10.  Menor emisión de CO2 a la atmósfera a diferencia de los combustibles fósiles, evitando el aumentos del efecto invernadero. Relación eficiente entre la cantidad de combustible y la energía obtenida. En caso de que la fusión nuclear fuera posible: fuente de energía inagotable, menor riesgo de accidentes nucleares y residuos menos radiactivos.
    11. 11.  Generación de residuos nucleares. Transporte mediante carretera, dejando de ser favorable en evitar el cambio climático. Necesidad de construcción de grandes centrales para continuar con la producción de energía. Vida útil de las plantas nucleares es de apenas 40 años. Su proliferación implicaría recurrir al plutonio. La fusión nuclear es todavía inviable. Gran riesgo de la fisión por posibles explosiones nucleares.
    12. 12.  9.1. El 26 de octubre de 1986 tuvo lugar el accidente nuclear más grave de la historia en la central de Chernobyl, Ucrania. Administrada por la URSS, durante una prueba se produjo el recalentamiento inesperado del reactor 4 que provocó un explosión. El material radioactivo liberado afectó a más de 135.000 personas, con tumores, mutaciones, deformaciones, etc. Alcanzó el nivel 7 de la escala INES y llegó a afectar a Bielorrusia, país vecino.
    13. 13.  9.2. Bombas nucleares de Hiroshima y Nagasaki: durante la II Guerra Mundial, el 6 y el 9 de agosto de 1945, EEUU lanzó bombas atómicas sobre estas dos ciudades niponas, que quedaron totalmente devastadas. http://www.youtube.com/watch?v=ugOIda
    14. 14.  9.3. Central nuclear de Fukushima, Japón: en marzo del 2011, un gran terremoto y tsunami provocó daños en dicha central nuclear, vertiendo al mar gran cantidad de material radioactivo. Esto reactivó a nivel mundial la polémica sobre el empleo, el riesgo y la seguridad de la energía nuclear.
    15. 15.  9.4. Accidentes nucleares en España:- Central de Vandellós I, Tarragona (1989), actualmente en desmantelamiento. Sufrió un incendio en la zona de las turbinas.- Zaragoza (1990): pacientes reciben una radioterapia en malas condiciones provocando la muerte de alguno de ellos.- Central nuclear de Ascó (2007)
    16. 16.  Hace poco más de un mes, el 5 de abril de 2012, Francia, una de las mayores potencias a nivel nuclear, sufrió un incendio en un edificio del reactor de la central de Penly. Sin embargo, el sistema de seguridad se activó satisfactoriamente evitando consecuencias mayores.

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