Funcionamiento de las Centrales Nucleares: Fisión y Fusión Nuclear

Centrales Nucleares y Producción de Energía

En las centrales de producción de energía eléctrica, esta se genera por inducción electromagnética, haciendo girar el rotor de una dinamo o alternador. La diferencia entre los distintos tipos de centrales radica en cómo se hace girar dicho rotor.

El Proceso de Fisión Nuclear

En una central nuclear, se aprovecha la energía desprendida en la fisión de uranio o plutonio para calentar agua y llevarla a la ebullición, logrando que el vapor mueva una turbina, haciendo funcionar así el alternador.

En el núcleo del reactor, las barras de combustible sufren la fisión, generando núcleos más ligeros y desprendiendo otros neutrones. Estos son frenados al chocar con las moléculas de la sustancia moderadora.

Seguridad e Intercambio de Calor

No es el agua del moderador la que entra en ebullición, ya que contiene sustancias radiactivas. La energía obtenida se va transmitiendo de un circuito cerrado de agua a otro, en lo que se denomina intercambiador de calor. El vapor producido finalmente mueve la turbina conectada a un generador de corriente alterna.

Las barras de control son necesarias para mantener la reacción a un ritmo adecuado. Introduciendo o retirando barras, se acelera, ralentiza o incluso se detiene la reacción.

Fusión Nuclear: La Energía de las Estrellas

La fusión nuclear consiste en la unión de dos núcleos ligeros (menos pesados que el hierro) para formar uno solo. Este proceso va acompañado de un gran desprendimiento de energía y, en ocasiones, de otras partículas. La energía desprendida en estas reacciones es de aproximadamente 18 MeV.

Ventajas de la Fusión frente a la Fisión

• La energía obtenida por cada gramo que reacciona es unas cuatro veces superior en el caso de la fusión.
• El combustible es más barato, se encuentra en el agua, es prácticamente inagotable y no genera residuos perjudiciales ni radiactivos.

Sin embargo, para conseguir que los núcleos del hidrógeno choquen, se necesita que tengan una gran energía cinética. Esto hace que el hidrógeno tenga que estar a una gran temperatura; ahí radica la dificultad. Estas reacciones termonucleares se dan espontáneamente en el centro de las estrellas, ya que allí sí se alcanza dicha temperatura.

Centrales Nucleares de Fusión

El funcionamiento de estas centrales consiste básicamente en el siguiente procedimiento: el combustible (hidrógeno) es calentado hasta el estado de plasma. En este estado, los átomos se desprenden de sus electrones, quedando con carga positiva, y el conjunto es mantenido en movimiento mediante un campo magnético.

Mediante un láser u otro procedimiento, se consigue la energía necesaria para que se produzca la fusión. No obstante, hasta ahora no se ha conseguido que la reacción se automantenga.