La energía nuclear

La energía nuclear es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares. Los dos sistemas más investigados y trabajados para la obtención de energía nuclear aprovechable de forma masiva son la fisión nuclear y la fusión nuclear.

La fisión tiene lugar en el núcleo del átomo y ocurre cuando un núcleo pesado se divide en dos o más núcleos pequeños, además de algunos subproductos. Estos incluyen neutrones libres, fotones (generalmente rayos gamma) y otros fragmentos del núcleo como partículas alfa (núcleos de helio) y beta (electrones y positrones de alta energía).

Es un proceso exotérmico lo que supone que se liberan cantidades sustanciales de energía y la energía se emite, tanto en forma de radiación gamma como de energía cinética de los fragmentos de la fusión, que calentarán a la materia que se encuentre alrededor del espacio donde se produzca la fisión.

La fusión nuclear es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen para formar un núcleo más pesado. Se acompaña de la liberación o absorción de energía.

Para convertir la energía nuclear en energía eléctrica se utilizan las centrales nucleares. Son centrales térmicas que utilizan la energía desprendida en los procesos de fisión nuclear para calentar agua y con el vapor obtenido mover turbinas y generar electricidad. Los combustibles nucleares consumidos son el uranio 235 y el plutonio 239. De todo el uranio que se puede encontrar en la naturaleza, sólo un 0,7% está formado por el isótopo Uranio-235. Éste es un elemento muy adecuado para ser utilizado como combustible en las centrales de fisión nuclear productoras de electricidad. Pero como la presencia en el uranio natural es tan pequeña, es necesario someterlo, primero, a una serie de procesos que se denominan de enriquecimiento, y que consiguen que la presencia de este isótopo de Uranio-235 en el combustible nuclear sea alrededor del 3 al 5%.

El uranio enriquecido, generalmente se encapsula dentro de unas pastillas hechas con material cerámico que, al mismo tiempo, se introducen en unas vainas, de 4 ó 5 metros de largo y 1 cm de ancho, de acero inoxidable o de una aleación de zirconio que se denomina zircaloy. Estas vainas se agrupan en paquetes que reciben el nombre de elementos de combustible. A medida que se van produciendo reacciones de fisión, la presencia de uranio enriquecido en los elementos de combustible es cada vez menor y al cabo de un tiempo se tienen que cambiar los elementos de combustible. Este proceso de cambio se denomina proceso de carga. Cuando se extraen los elementos de combustible, éstos permanecen unos 10 años aproximadamente sumergidos en agua, hasta que su radiactividad disminuye lo suficiente como para que no haya peligro cuando se transporta. Transcurrido este tiempo, el uranio presente en el combustible puede ser reprocesado de nuevo, o bien se almacena en los llamados cementerios nucleares.

La tecnología necesaria en estas centrales es compleja y, por eso, en un principio, eran los países desarrollados los que empezaron a utilizar la energía de origen nuclear para producir electricidad. Actualmente, es en Europa y en Norteamérica donde hay más instalaciones de este tipo; en concreto, en los Estados Unidos, en el año 2000, había un total de 104 centrales; en Francia, 59; en Alemania, 20; y en Suiza, 5. España tiene 8 centrales de este tipo, con la Central de Santa María de Garoña, de 466 MW de potencia, situada en la provincia de Burgos.

Durante el año 2008, la energía eléctrica producida en los ocho reactores nucleares españoles fue de 58.997,66 millones de kWh, lo que representó el 18,29% del total de la producción eléctrica del país, que fue de 321.177 millones de kWh. Durante el año 2008, la producción de electricidad de origen nuclear aumentó un 6,6% respecto al año 2007, debido a la mayor disponibilidad del conjunto del parque nuclear.