así funciona una central nuclear
Cuando William Herschel descubrió Urano, no sabía que su hazaña acabaría protagonizando una revolución energética. Era el primer planeta del sistema solar que realmente se descubría, ya que los seis planetas clásicos (Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter y Saturno) siempre habían estado ahí, reconocibles a simple vista. Así que el hallazgo de este organista aficionado a la astronomía causó un importante revuelo científico en 1781.
Por eso, cuando ocho años más tarde, el químico alemán Martin Heinrich Klaproth descubrió un nuevo metal pesado en su laboratorio no lo dudó: lo bautizaría en honor al séptimo planeta. Lo llamaría uranio. Todavía no lo sabía, pero aquel elemento casi 19 veces más denso que el agua tenía varios isótopos (átomos con el mismo número de protones en el núcleo, pero un número diferente de neutrones). Uno de ellos, el uranio-235, acabaría siendo la pieza clave del desarrollo de la energía nuclear 150 años más tarde.
¿Qué es la fisión nuclear y cómo genera energía eléctrica?
La fisión nuclear es un proceso físico en el que el núcleo de un átomo pesado (como el uranio-235 o el plutonio-239) se divide en dos núcleos más pequeños al ser impactado, normalmente, por un neutrón.
Ese proceso tiene tres efectos clave:
- Liberación de energía Parte de la masa del núcleo se transforma en energía, produciendo una gran cantidad de calor.
- Emisión de neutrones adicionales Al romperse el núcleo, se liberan más neutrones, que pueden provocar nuevas fisiones.
- Reacción en cadena.
“En la naturaleza encontramos esencialmente dos isótopos del uranio. La mayor parte es uranio-238, que representa el 99,27 % del total. El 0,72 % restante es uranio-235. Este último es el isótopo fisible, el útil para producir energía, y también el que está en menos proporción en la naturaleza”, explica Alfredo García, supervisor de la central nuclear de Ascó, en Tarragona (España), y más conocido por su faceta divulgadora bajo el nombre de Operador Nuclear.El núcleo de un átomo de uranio-235 está formado por 92 protones y 143 neutrones. Cuando captura un neutrón en movimiento, se divide en dos. En este proceso de fisión libera algo de energía y se desprende de dos o tres neutrones adicionales. Como señalan desde la Asociación Nuclear Mundial, si los neutrones expulsados hacen que otros átomos de uranio-235 se dividan, se puede lograr una reacción en cadena que libere una gran cantidad de calor. Este es el proceso que, a grandes rasgos, ocurre dentro de un reactor nuclear.
¿Cómo funciona una central nuclear y qué ocurre en el reactor?
Una central nuclear es una instalación industrial que genera electricidad utilizando la energía liberada en la fisión nuclear. Los reactores son el elemento principal de una central nuclear. En ellos se aloja el combustible nuclear (uranio, normalmente) y cuentan con sistemas que permiten mantener controlada la reacción de fisión nuclear. A partir de aquí, el resto del proceso para generar energía eléctrica no difiere mucho del de una central térmica. Tal como explican desde el Foro de la Industria Nuclear Española, la energía liberada en la fisión se usa para calentar agua y generar vapor que hace girar una turbina conectada a un generador.
De manera resumida, una central nuclear funciona así:
- Reactor nuclear Contiene combustible (uranio o plutonio). Allí ocurre la fisión controlada, liberando calor.
- Sistema de refrigeración Un fluido (normalmente agua) absorbe ese calor y se calienta.
- Generación de vapor El calor convierte agua en vapor a alta presión.
- Turbina El vapor mueve una turbina.
- Generador eléctrico La turbina está conectada a un generador que produce electricidad.
- Condensador El vapor se enfría, vuelve a ser agua y el ciclo se repite.