-    Escrito por elena

Fisión nuclear

¿Qué es la fisión nuclear? La fisión nuclear nos ha traído grandes avances en medicina y energía pero también posee un gran poder destructivo. En Erenovable te contamos más de la Fisión nuclear de forma clara con vídeos.

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La fisión Nuclear

La fisión nuclear consiste en la división del núcleo de un átomo pesado en otros elementos más ligeros y pequeños las llamadas, partículas subatómicas. En esta reacción se libera gran cantidad de energía. A pesar de ser altamente productiva (energéticamente hablando), es también muy difícil de controlar, como podemos ver en el desastre de Chernobill, y en las bombas de Nagasaki e Hirosima.

¿Qué son las partículas subatómicas?

En la fisión nuclear se divide el núcleo del átomo en otras partículas más pequeñas. Entre las partículas subatómicas tenemos:

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  • 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.
Los reactores nucleares usan la fisión nuclear, dos isótopos usados como combustibles nucleares son el plutonio-239 y el uranio-235
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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.
  • Cuando este proceso de fisión nuclear se puede controlar, la energía se libera lentamente y es transformada en energía eléctrica en un reactor nuclear de fisión, como los utilizados en la actualidad en muchas partes del mundo, entre ellas en España.

¿Cuándo fue descubierta?

  • La fisión nuclear, se descubre en 1938 por los investigadores alemanes Otto Hahn Y Fritz Strassmann. En 1934, Enrico Fermi Durante cinco décadas otros científicos como Ernest Rurherford, Marie Curie, Pierre Curie, Henri Bacquerel contribuyeron con sus investigaciones sobre cómo el núcleo puede someterse a la desintegración radiactiva y puede transmutarse en otros elementos.
  • James Chadwick descubrió el neutrón.

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  • Enrico Fermi estudia los resultados de bombardear uranio con neutrones en 1934.
  • Leo Szilard se da cuenta que la fisión podría ser usada para crear una reacción nuclear en cadena. Este descubrimiento ofrecía la opción de usar la fisión del uranio para generar grandes cantidades de energía, que podían ser usados para fines civiles o militares. Científicos como Robert Oppenheimer, Leo Szilard, David Bohm, Otto Frisch, Niel Bohr, Edward Teller contribuyeron con sus trabajo a la creación de la Bomba atómica.

Usos de la fisión nuclear

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Casi el 20% de la energía mundial se obtiene hoy en día gracias a la fisión nuclear. En las centrales nucleares se desintegra el uranio enriquecido para obtener calor y electricidad. Es una energía muy difícil de controlar y que exige grandes medidas de seguridad para prevenir desastres.

La fisión nuclear también se usa como combustible para barcos y submarinos. En caso de tratarse de barcos mercantes de denomina propulsión nuclear marina, mientras que en caso de referirse a buques o submarinos de guerra se denomina propulsión nuclear naval.

Asimismo, la energía nuclear también se ha utilizado en pacientes enfermos de cáncer, para tratamientos con cobaltoterapia y muchas otras investigaciones médicas y científicas.

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Desafortunadamente, la inmensa energía que libera la fisión nuclear también ha sido aprovechada para fines bélicos, en concreto para la fabricación de bombas atómicas de tipo A. A lo largo de la historia, se han fabricado más de 50.000 bombas nucleares gracias a la fisión nuclear.

El tratamiento de los residuos radiactivos

La energía nuclear, pese a las precauciones que necesita y los recelos que despierta entre algunos estratos de la población, está cada vez más presente en el ámbito de los países desarrollados como una alternativa viable y poderosa a los combustibles fósiles. Sin embargo, su consideración de “energía limpia” no está exenta de críticas y una de las más feroces se vincula al tratamiento de los llamados residuos radiactivos.

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¿Qué son los residuos radiactivos? Los residuos radiactivos son los desechos que se generan después de realizarse una actividad concreta y que contienen elementos radiactivos de diferente naturaleza. Bien es cierto que la fisión nuclear no es el único proceso en el que se generan residuos de este tipo, ya que pueden formarse también a través de otras actividades tales como la radioterapia, por ejemplo. Sin embargo, estos otros residuos son muy poco significativos, lo que hace que el problema de su tratamiento se vincule íntimamente al uso de la energía nuclear.

Existen tres clasificaciones de los residuos radioactivos: residuos de baja, media y alta actividad. Generalmente se considera que los residuos de baja y media actividad no son excesivamente peligrosos ni para el medio ambiente ni para el bienestar de la población, aunque suelen recibir un tratamiento especializado para su aislamiento y almacenamiento durante su periodo de actividad, que no supera los 30 años. Estos residuos se suelen almacenar en instalaciones especializadas en la superficie o a una profundidad muy baja, en bidones o receptáculos de acero u hormigón hasta el momento en el que dejan de ser radiactivos.

Son los residuos de alta radiactividad los que provocan los mayores problemas y para los cuales aún se están investigando soluciones viables de larga duración. Tardan más de treinta años en empezar su semidesintegración, en ocasiones emiten calor y producen emisiones de rayos alfa, gamma y beta de un espectro de vida muy largo, por lo que se tienen que mantener aislados para evitar contaminaciones. Estos residuos se suelen almacenar en primera instancia en grandes piscinas refrigerantes de hormigón y acero inoxidable dentro de la misma central nuclear, con el objetivo de mantenerlos aislados tanto de las personas que puedan estar en los alrededores como del medio ambiente, para evitar contaminaciones y manipulaciones peligrosas.

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Este tipo de almacenamiento está considerado como una conservación segura, donde los riesgos de contaminación y de fuga son muy bajos. Sin embargo, este tipo de contenedores son, por definición, unos almacenes temporales y, como tales, reciben el nombre de “Almacén Temporal Centralizado” (ATC). En contraste, se están buscando actualmente soluciones más duraderas, que están tomando forma en almacenamientos más definitivos, que reciben el nombre de “Almacén Geológico Profundo” (AGP).

En ellos se proyecta almacenar residuos radiactivos con una vida de miles de años a una gran profundidad, siempre en formaciones geológicas estables que no impliquen problemas de movimientos de placas tectónicas u otras actividades similares que puedan afectar a los residuos que almacenan. Estos almacenes son absolutamente seguros, aíslan a los residuos tanto del medio ambiente como de las personas de forma definitiva y los contenedores están diseñados para aguantar el calor que pueden llegar a despedir los residuos en cualquier circunstancia, de forma que nunca supongan un problema aunque no se intervenga en ellos durante cientos de años.

Las investigaciones realizadas sobre su efectividad, como los estudios internacionales GLAMOR o el programa MICADO, han demostrado que este es el método más factible y seguro para almacenar residuos radiactivos de alta actividad, indicándose que el principio “multibarrera” con el que se actúa, que interpone numerosas barreras naturales y artificiales entre los residuos y el mundo exterior. Por lo tanto, actualmente se considera que los AGP son el futuro en el ámbito del tratamiento de residuos radiactivos de alta actividad y se está investigando mucho en este aspecto en los últimos años, produciéndose importantes avances en este ámbito con el objetivo de conseguir alternativas cada vez más limpias, baratas y viables para los combustibles fósiles.

Si quieres saber más sobre el tratamiento de residuos radiactivos, te recomendamos que eches un vistazo al siguiente vídeo, donde Elena Torres Álvarez, del Consejo de Seguridad Nuclear, da una conferencia titulada “Los materiales en la gestión de residuos radiactivos” en el ámbito de la universidad Politécnica de Madrid. Se puede ver aquí:

Fisión nuclear y Fusión nuclear

No se debe confundir la fisión nuclear con la fusión nuclear. Como ya hemos dicho, la fisión nuclear se basa en la división de un átomo en partículas subatómicas. Por su parte, la fusión nuclear se produce cuando varios átomos de características similares se unen para formar un átomo con un núcleo más pesado. La fusión nuclear aún no ha podido ser aprovechada para producir energía controlada para fines civiles.

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