Lluvia de neutrones

Actualmente, la obtención de energía es una de las mayores preocupaciones de la sociedad. Los combustibles fósiles son finitos, las energías renovables, pese a ser muy limpias, son poco eficientes (cuestan mucho y generan poca energía) y por tanto, poco rentables. Una de las posibles salidas sería la energía nuclear.

Una central nuclear funciona poco más o menos como una central termoeléctrica convencional, a excepción de que la fuente de calor son reacciones nucleares en lugar de combustiones de combustibles fósiles. Por lo que sabemos hasta ahora, existirían dos formas de extraer energía de las reacciones nucleares: haciendo que se fusionen (que se unan) o que se fisionen (que se “rompan”).

La fusión nuclear implica la unión de varios núcleos atómicos para formar otro más pesado; la fusión de núcleos pequeños, como el deuterio por ejemplo, libera energía. El principal inconveniente es que, para contrarrestar las fuerzas electrostáticas que provoca la carga positiva de los protones en el núcleo, deben aproximarse mucho los dos núcleos; cuando están lo suficientemente cerca, la interacción nuclear fuerte –otro tipo de fuerza– es mayor que la fuerza anterior y consigue que se fusionen los núcleos con la correspondiente liberación de energía.

Esta fusión de elementos ligeros se produce de forma natural en las estrellas, incluida el Sol; normalmente, dos isótopos de hidrógeno –deuterio y tritio– se unen para formar helio. Pero no, éste no es el fenómeno aprovechado en las centrales nucleares, al menos por ahora. Sí es cierto que se está investigando, y quizás en unos años podría llevarse a cabo de forma masiva. Así, se eliminarían la mayoría de los inconvenientes de las centrales nucleares actuales, principalmente la aparición de residuos y los peligros para la salud que acarrean. Unas centrales cuyo combustible fuese el hidrógeno serían baratas de mantener y muy, pero que muy eficientes.

La reacción que actualmente se produce en las centrales nucleares es una reacción de fisión de material radioactivo, átomos con núcleos muy pesados, normalmente isótopos de uranio. La fisión implica la división de un núcleo pesado en dos más ligeros, y conlleva la liberación de subproductos, como neutrones libres y rayos gamma, entre otros. Además de estos subproductos, se liberan unas cantidades ingentes de energía, mucho mayores que en las reacciones convencionales como la combustión.

Reacción nuclear de fisión

Hay distintos métodos de inducir la fisión, aunque el más habitual es el bombardeo de neutrones libres; el átomo radioactivo absorberá ese neutrón, que causa una inestabilidad. Posteriormente, el núcleo inestable se divide, y en esta reacción se liberan más neutrones, que consecuentemente chocarán contra otros núcleos fisionables. Así se inicia una reacción en cadena, de forma que no es necesario que otras fuerzas externas sigan actuando. Generalmente, se añade otro elemento químico llamado moderador, que controla la velocidad de esos neutrones liberados para que sea la adecuada.

En el núcleo del reactor nuclear se encuentra una vasija formada de grafito u hormigón relleno de uranio, o plutonio en otros casos menos habituales. Es aquí donde se produce esa reacción de fisión en cadena. Se dice que estos núcleos están blindados, es decir, rodeados por un material protector que absorbe las radiaciones y los neutrones libres que se liberan en el sistema y evita su salida masiva al exterior.

Después de este proceso, la central nuclear funciona como cualquier otra. El calor se transmite a un intercambiador, que calienta agua hasta convertirla en vapor, se provoca el movimiento de turbinas, y esta energía mecánica se convierte en energía eléctrica a través de un generador. Posteriormente ese vapor se condensa, y se inicia de nuevo el ciclo.

Actualmente en España contamos con ocho centrales nucleares situadas en seis emplazamientos. Estas centrales proporcionan un 19,6% de la producción de energía eléctrica nacional. En cambio, el número de centrales nucleares en comparación con centrales térmicas e hidráulicas (las más numerosas) es asombrosamente pequeño. Además, las centrales nucleares no emiten dióxido de carbono, el calor generado no proviene de combustiones, por lo que se emiten otras partículas pero no CO2; al ser éste el principal causante del efecto invernadero y del calentamiento global, supone una ventaja a tener en cuenta.

Central nuclear de Ascó (Tarragona). Tirada de http://heraldo.es

En contraposición a su gran eficiencia y a la no emisión de dióxido de carbono, las centrales nucleares presentan un grave riesgo para la salud de las personas emplazadas en sus inmediaciones y para esos ecosistemas. Por un lado, por la generación de residuos radiactivos, dañinos durante un gran periodo de tiempo, y difíciles de gestionar. Por otro lado, la reacción en cadena produce un riesgo de explosión radioactiva en caso de que los sistemas de control fallen.

Los accidentes nucleares se califican según una graduación en la que el máximo valor es 7, alcanzado en los desastres de Chernóbil y Fukushima. El primero, sucedió en gran parte por la falta de medidas de seguridad en la central; el último, influenciado por una sucesión de desastres naturales junto con el fallo de los sistemas de refrigeración. En España, podemos contar con 27 accidentes nucleares, pero ninguno de ellos superó el nivel 3 de la escala INES; en base a estos datos, se podría debatir la posibilidad de que las centrales nucleares, con las medidas de seguridad necesarias, sean altamente seguras.

Lo seguro es que, como cualquier otro método, tiene sus ventajas e inconvenientes, que deben juzgarse y ponderar si los riesgos son o no asumibles.