Energia Nuclear
La energía es un concepto esencial de las ciencias. Es un concepto complejo de definir. Una posible definición que le podemos atribuir es que se trata de la capacidad que poseen los cuerpos para producir trabajo, es decir, la cantidad de energía de energía que contienen los cuerpos se mide por el trabajo que son capaces de realizar.
La energía es la única que puede presentarse bajo diversas formas capaces de transformarse unas a otras.
La energía nuclear es una forma de energía. Es aquella que se libera como resultado de una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de Fisión (división de núcleos atómicos pesados) o por Fusión (unión de núcleos atómicos muy livianos). En las reacciones nucleares se libera una gran cantidad de energía debido a que parte de la masa de las partículas involucradas en el proceso, se transforma directamente en energía.
Ventajas de la Energia Nuclear
La energía nuclear genera un tercio de la energía eléctrica que se produce en la Unión Europea, evitando así, la emisión de 700 millones de toneladas de dióxido de Carbono por año a la atmósfera.
La energía nuclear puede prevenir muchas de las consecuencias en el medio ambiente que provienen del uso de los combustibles fósiles. Una ventaja muy importante de la energía nuclear es que evita un amplio espectro de problemas que aparecen cuando se quema los combustibles fósiles (carbón, petróleo o gas). Esos problemas probablemente exceden los que se originan por otra actividad humana. Uno de ellos y que ha recibido especial atención es el “calentamiento global”, el cual es responsable del cambio del clima del planeta; las llamadas lluvias ácidas, que destruyen bloques y matan a decenas de miles de americanos cada año.
Una ventaja adicional de la energía nuclear es la naturaleza del combustible consumido. Petróleo y gas son las fuentes principales para la calefacción y el transporte y será difícil su reemplazo para esas aplicaciones. Hay entonces muchas razones para mantener nuestras reservas en combustibles fósiles. Uranio, es un combustible nuclear, que por otro lado, no tiene otras utilidades que la del aprovechamiento como fuente de generación energética. Las reservas de Uranio disponibles conjuntamente con los usos de los reactores reproductores permitirían abastecer a la humanidad por miles de millones de años en el suministro energético sin alterar el costo de la generación de energía producida que en cantidades del orden de 1% debido a variaciones del costo de Uranio.
Metodos de Energia Nuclear
Fision Nuclear
Es el proceso utilizado actualmente en las centrales nucleares. Cuando un átomo pesado (como por ejemplo el Uranio o el Plutonio) se divide o rompe en dos átomos más ligeros, la suma de las masas de estos últimos átomos obtenidos, más la de los neutrones desprendidos es menor que la masa del átomo original, y de acuerdo con la teoría de Albert Einstein se desprende una cantidad de Energía que se puede calcular mediante la expresión E = m C2
Para romper un átomo, se emplea un neutrón porque es neutro eléctricamente y por tanto, al contrario que el protón o las partículas alfa, no es repelido por el núcleo. El neutrón se lanza contra el átomo que se quiere romper, por ejemplo, Uranio-235. Al chocar el neutrón, el átomo de Uranio-235 se convierte en Uranio-236 durante un brevísimo espacio de tiempo, como este último átomo es sumamente inestable, se divide en dos átomos diferentes y más ligeros (por ejemplo Kriptón y Bario o Xenon y Estroncio), desprendiendo 2 ó 3 neutrones (el número de neutrones desprendidos depende de los átomos obtenidos, supongamos como ejemplo 3 neutrones). Estos 3 neutrones, vuelven a chocar con otros 3 átomos de Uranio-235, liberando en total 9 neutrones, energía y dos átomos más ligeros, y así sucesivamente, generandose de esta forma una reacción en cadena.
Como se puede comprobar, en cada reacción sucesiva, se rompen 3n átomos, donde n indica 1ª, 2ª, 3ª,..., reacción
Otra reacción nuclear de fisión que ocurre en muchos reactores nucleares es:
23592U + n 14156Ba + 9236Kr + 3n + Energía
En las centrales nucleares el proceso se modera, evitando la reacción en cadena, para generar energía de forma lenta, pues de lo contrario el reactor se convertiría en una bomba atómica. El proceso básico es el siguiente:
Como combustible se utilizan barras de Uranio enriquecido al 4% con Uranio-235.
El Uranio natural es mayoritariamente U-238, el que es fisionable es el U-235, que es un 0.71% del Uranio que se encuentra en la naturaleza, de ahí que solo un pequeño porcentaje del Uranio se aproveche y se requieran grandes cantidades de este para obtener una cantidad significativa de U-235.
Las barras con el U-235 se introducen en el reactor, y comienza un proceso de fisión. En el proceso, se desprende energía en forma de calor. Este calor, calienta unas tuberías de agua, y esta se convierte en vapor, que pasa por unas turbinas, haciéndolas girar. Estas a su vez, hacen girar un generador eléctrico, produciendo así electricidad. Lógicamente, no se aprovecha toda la energía obtenida en la fisión, parte de ella se pierde en calor, resistencia de los conductores, vaporización de agua, etc.
Los neutrones son controlados para que no explote el reactor mediante unas barras de control (generalmente, de Carburo de Boro), que al introducirse, absorben neutrones, y disminuye el número de fisiones, con lo cual, dependiendo de cuántas barras de control se introduzcan, se generará más o menos energía. Normalmente, se introducen las barras de tal forma, que solo se produzca un neutrón por reacción de fisión, controlando de esta forma el proceso de fisión. Si todas las barras de control son introducidas, se absorben todos los neutrones, con lo cual se pararía el reactor.
El reactor se refrigera, para que no se caliente demasiado, y funda las protecciones, incluso cuando este esté parado, ya que la radiación hace que el reactor permanezca caliente.
En el siguiente esquema, se muestra cómo trabaja una central nuclear, según lo explicado anteriormente:
Fusion Nuclear
La fusión nuclear, está actualmente en líneas de investigación, debido a que todavía hoy no es un proceso viable, ya que se invierte más energía en el proceso para que se produzca la fusión, que la energía obtenida mediante este método.
La fusión, es un proceso natural en las estrellas, produciéndose reacciones nucleares por fusión debido a su elevadísima temperatura interior.
Las estrellas están compuestas principalmente por Hidrógeno y Helio. El hidrógeno, en condiciones normales de temperatura, se repele entre sí cuando intentas unirlo (fusionarlo) a otro átomo de hidrógeno, debido a su repulsión electrostática. Para vencer esta repulsión electrostática, el átomo de hidrógeno debe chocar violentamente contra otro átomo de hidrógeno, fusionándose, y dando lugar a Helio, que no es fusionable. La diferencia de masa entre productos y reactivos es mayor que en la fisión, liberándose así una gran cantidad de energía (muchísimo mayor que en la fisión). Estos choques violentos, se consiguen con una elevada temperatura, que hace aumentar la velocidad de los átomos.
La primera reacción de fusión artificial, tuvo origen en la investigación militar, fue una bomba termonuclear (o también llamada bomba-H o de Hidrógeno), para obtener la temperatura adecuada que inicia el proceso de fusión (unos 20 millones de grados centígrados) se utilizó una bomba atómica.
Diferencia entre Fision y Fusion Nuclear
Como ya hemos comentado en anteriores artículos, los procesos defisión y fusión nuclear son inversos. Mientras ula fisión genera energíamediante la división de nucleos de átomo, el proceso de fusión nuclear libera energía cuando dos nucleos se fusionan para formar un nuevo átomo.
Las principales diferencias y características de ambos procesos son:
- Mientras que el proceso de fisión nuclear es conocido y puede controlarse considerablemente bien, la fusión plantea el inconveniente de su confinamiento, que hace que se siga investigando, aunque ya se estén produciendo grandes avances gracias al ITER.
- La reacción de fusión genera del orden de 4 veces más energía que la fisión.
- La reacción nuclear de fusión no contamina tanto como la de fisión, eliminado el peligro de los residuos radioactivos.
- La fisión necesita como materia prima, una materia prima de difícil producción, como es el Uranio enriquecido.
bueno como siempre espero que les aya servido para algo o para sus trabajos practicos y mucha suerte
aguante el metaaaaaaaaaaal.............................
La energía es un concepto esencial de las ciencias. Es un concepto complejo de definir. Una posible definición que le podemos atribuir es que se trata de la capacidad que poseen los cuerpos para producir trabajo, es decir, la cantidad de energía de energía que contienen los cuerpos se mide por el trabajo que son capaces de realizar.
La energía es la única que puede presentarse bajo diversas formas capaces de transformarse unas a otras.
La energía nuclear es una forma de energía. Es aquella que se libera como resultado de una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de Fisión (división de núcleos atómicos pesados) o por Fusión (unión de núcleos atómicos muy livianos). En las reacciones nucleares se libera una gran cantidad de energía debido a que parte de la masa de las partículas involucradas en el proceso, se transforma directamente en energía.
Ventajas de la Energia Nuclear
La energía nuclear genera un tercio de la energía eléctrica que se produce en la Unión Europea, evitando así, la emisión de 700 millones de toneladas de dióxido de Carbono por año a la atmósfera.
La energía nuclear puede prevenir muchas de las consecuencias en el medio ambiente que provienen del uso de los combustibles fósiles. Una ventaja muy importante de la energía nuclear es que evita un amplio espectro de problemas que aparecen cuando se quema los combustibles fósiles (carbón, petróleo o gas). Esos problemas probablemente exceden los que se originan por otra actividad humana. Uno de ellos y que ha recibido especial atención es el “calentamiento global”, el cual es responsable del cambio del clima del planeta; las llamadas lluvias ácidas, que destruyen bloques y matan a decenas de miles de americanos cada año.
Una ventaja adicional de la energía nuclear es la naturaleza del combustible consumido. Petróleo y gas son las fuentes principales para la calefacción y el transporte y será difícil su reemplazo para esas aplicaciones. Hay entonces muchas razones para mantener nuestras reservas en combustibles fósiles. Uranio, es un combustible nuclear, que por otro lado, no tiene otras utilidades que la del aprovechamiento como fuente de generación energética. Las reservas de Uranio disponibles conjuntamente con los usos de los reactores reproductores permitirían abastecer a la humanidad por miles de millones de años en el suministro energético sin alterar el costo de la generación de energía producida que en cantidades del orden de 1% debido a variaciones del costo de Uranio.
Metodos de Energia Nuclear
Fision Nuclear
Es el proceso utilizado actualmente en las centrales nucleares. Cuando un átomo pesado (como por ejemplo el Uranio o el Plutonio) se divide o rompe en dos átomos más ligeros, la suma de las masas de estos últimos átomos obtenidos, más la de los neutrones desprendidos es menor que la masa del átomo original, y de acuerdo con la teoría de Albert Einstein se desprende una cantidad de Energía que se puede calcular mediante la expresión E = m C2
Para romper un átomo, se emplea un neutrón porque es neutro eléctricamente y por tanto, al contrario que el protón o las partículas alfa, no es repelido por el núcleo. El neutrón se lanza contra el átomo que se quiere romper, por ejemplo, Uranio-235. Al chocar el neutrón, el átomo de Uranio-235 se convierte en Uranio-236 durante un brevísimo espacio de tiempo, como este último átomo es sumamente inestable, se divide en dos átomos diferentes y más ligeros (por ejemplo Kriptón y Bario o Xenon y Estroncio), desprendiendo 2 ó 3 neutrones (el número de neutrones desprendidos depende de los átomos obtenidos, supongamos como ejemplo 3 neutrones). Estos 3 neutrones, vuelven a chocar con otros 3 átomos de Uranio-235, liberando en total 9 neutrones, energía y dos átomos más ligeros, y así sucesivamente, generandose de esta forma una reacción en cadena.
Como se puede comprobar, en cada reacción sucesiva, se rompen 3n átomos, donde n indica 1ª, 2ª, 3ª,..., reacción
Otra reacción nuclear de fisión que ocurre en muchos reactores nucleares es:
23592U + n 14156Ba + 9236Kr + 3n + Energía
En las centrales nucleares el proceso se modera, evitando la reacción en cadena, para generar energía de forma lenta, pues de lo contrario el reactor se convertiría en una bomba atómica. El proceso básico es el siguiente:
Como combustible se utilizan barras de Uranio enriquecido al 4% con Uranio-235.
El Uranio natural es mayoritariamente U-238, el que es fisionable es el U-235, que es un 0.71% del Uranio que se encuentra en la naturaleza, de ahí que solo un pequeño porcentaje del Uranio se aproveche y se requieran grandes cantidades de este para obtener una cantidad significativa de U-235.
Las barras con el U-235 se introducen en el reactor, y comienza un proceso de fisión. En el proceso, se desprende energía en forma de calor. Este calor, calienta unas tuberías de agua, y esta se convierte en vapor, que pasa por unas turbinas, haciéndolas girar. Estas a su vez, hacen girar un generador eléctrico, produciendo así electricidad. Lógicamente, no se aprovecha toda la energía obtenida en la fisión, parte de ella se pierde en calor, resistencia de los conductores, vaporización de agua, etc.
Los neutrones son controlados para que no explote el reactor mediante unas barras de control (generalmente, de Carburo de Boro), que al introducirse, absorben neutrones, y disminuye el número de fisiones, con lo cual, dependiendo de cuántas barras de control se introduzcan, se generará más o menos energía. Normalmente, se introducen las barras de tal forma, que solo se produzca un neutrón por reacción de fisión, controlando de esta forma el proceso de fisión. Si todas las barras de control son introducidas, se absorben todos los neutrones, con lo cual se pararía el reactor.
El reactor se refrigera, para que no se caliente demasiado, y funda las protecciones, incluso cuando este esté parado, ya que la radiación hace que el reactor permanezca caliente.
En el siguiente esquema, se muestra cómo trabaja una central nuclear, según lo explicado anteriormente:
Fusion Nuclear
La fusión nuclear, está actualmente en líneas de investigación, debido a que todavía hoy no es un proceso viable, ya que se invierte más energía en el proceso para que se produzca la fusión, que la energía obtenida mediante este método.
La fusión, es un proceso natural en las estrellas, produciéndose reacciones nucleares por fusión debido a su elevadísima temperatura interior.
Las estrellas están compuestas principalmente por Hidrógeno y Helio. El hidrógeno, en condiciones normales de temperatura, se repele entre sí cuando intentas unirlo (fusionarlo) a otro átomo de hidrógeno, debido a su repulsión electrostática. Para vencer esta repulsión electrostática, el átomo de hidrógeno debe chocar violentamente contra otro átomo de hidrógeno, fusionándose, y dando lugar a Helio, que no es fusionable. La diferencia de masa entre productos y reactivos es mayor que en la fisión, liberándose así una gran cantidad de energía (muchísimo mayor que en la fisión). Estos choques violentos, se consiguen con una elevada temperatura, que hace aumentar la velocidad de los átomos.
La primera reacción de fusión artificial, tuvo origen en la investigación militar, fue una bomba termonuclear (o también llamada bomba-H o de Hidrógeno), para obtener la temperatura adecuada que inicia el proceso de fusión (unos 20 millones de grados centígrados) se utilizó una bomba atómica.
Diferencia entre Fision y Fusion Nuclear
Como ya hemos comentado en anteriores artículos, los procesos defisión y fusión nuclear son inversos. Mientras ula fisión genera energíamediante la división de nucleos de átomo, el proceso de fusión nuclear libera energía cuando dos nucleos se fusionan para formar un nuevo átomo.
Las principales diferencias y características de ambos procesos son:
- Mientras que el proceso de fisión nuclear es conocido y puede controlarse considerablemente bien, la fusión plantea el inconveniente de su confinamiento, que hace que se siga investigando, aunque ya se estén produciendo grandes avances gracias al ITER.
- La reacción de fusión genera del orden de 4 veces más energía que la fisión.
- La reacción nuclear de fusión no contamina tanto como la de fisión, eliminado el peligro de los residuos radioactivos.
- La fisión necesita como materia prima, una materia prima de difícil producción, como es el Uranio enriquecido.
bueno como siempre espero que les aya servido para algo o para sus trabajos practicos y mucha suerte
aguante el metaaaaaaaaaaal.............................