La fisión nuclear es una reacción cuando el núcleo pesado se divide espontáneamente o cuando impacta con otra partícula. Este proceso crea una liberación de energía a través de la producción de fotografías gamma. La mayoría de estas divisiones se llaman “binarias” porque produce dos fragmentos cargados, pero en un puñado de eventos también puede producir tres de ellos para crear una fisión ternaria.
El más pequeño de los fragmentos en el rango de fisión ternaria varía en tamaño desde un protón hasta un núcleo de argón.
También existe una forma natural de desintegración radiactiva que es espontánea, lo que significa que no requiere un neutrón para producir energía. Ocurre en varios isótopos de gran número de masas. La fisión nuclear de elementos pesados fue descubierta inicialmente por Otto Hahn y Fritz Strassman en diciembre de 1938, mientras que la opción espontánea se estudió inicialmente en Rusia en la década de 1940.
La cantidad de energía libre contenida en el combustible nuclear es millones de veces mayor que la cantidad contenida en la gasolina u opciones similares, por lo que evaluamos continuamente las ventajas y desventajas de este recurso. Debido a que produce más radiactividad que los elementos pesados que usamos como combustible, también podemos tener un problema con los desechos una vez que producimos la energía.
Lista de las ventajas de la fisión nuclear
1. La fisión nuclear es una de las formas de energía más rentables que tenemos en la actualidad.
Más del 10% de la energía que utilizamos como seres humanos proviene del proceso de fisión nuclear. Más de 30 países diferentes utilizan esta forma de energía para crear la electricidad necesaria para gestionar las tareas de la vida moderna. La estabilidad de la energía que produce la hace adecuada para prácticamente todos los dispositivos, mientras que la transmisión de la misma se combina con la que recibimos de las centrales hidroeléctricas, renovables e incluso de carbón para brindar una red completa de conveniencia para hogares y negocios.
2. Podemos transmitir la energía de la fisión nuclear a largas distancias.
Cuando producimos electricidad a partir de la fisión nuclear, tenemos la capacidad de transmitirla a largas distancias para garantizar que todos puedan tener acceso a la energía que necesitan. Cuando se usa corriente continua de alto voltaje, los estudios de la década de 1980 encontraron que era rentable enviar la energía hasta 4,300 millas de distancia. Si en su lugar se usara una corriente alterna, entonces podría llegar hasta 2.500 millas. Dado que casi todas las líneas de transmisión son más cortas que esto, tenemos la capacidad de crear electricidad con este proceso para enviarla a casi cualquier persona en el mundo de hoy.
3. La fisión nuclear genera menos emisiones que otros recursos energéticos.
Los reactores de energía nuclear no producen emisiones directas de dióxido de carbono que puedan contribuir al efecto del calentamiento global en el planeta. Este proceso tampoco produce ningún tipo de contaminación del aire durante su funcionamiento. El principal impacto adverso que crea en el medio ambiente proviene de las actividades mineras de uranio y los esfuerzos de refinación necesarios para convertirlo en combustible. Estas tareas requieren una cantidad significativa de energía.
Las plantas de energía nuclear también utilizan gran cantidad de hormigón y metal para mantener a las personas seguras, lo que agrega otro elemento energético a la ecuación. Cuando se comparan todos estos costos con lo que requieren el carbón, el gas natural o el petróleo, todavía se destaca como una fuente de combustible limpia para usar.
4. El proceso de fisión nuclear puede proporcionar una liberación prolongada de energía.
La energía de una reacción de fisión nuclear en un entorno bien controlado puede producir energía de forma continua hasta por 36 meses. Eso lo convierte en uno de los métodos más eficientes para crear energía que podemos usar para una variedad de necesidades en la actualidad.
Incluso cuando miramos los procesos altamente eficientes que rodean una forma limpia de energía como el gas natural, la ventaja de la fisión nuclear es que es 8.000 veces más efectiva que sus contrapartes. Incluso con los diversos gastos y riesgos ambientales que conlleva su uso, esta opción es una de las formas más asequibles de generar energía en la actualidad.
5. Nos proporciona una fuente de energía confiable.
Las plantas de energía nuclear actuales que están en funcionamiento en la actualidad fueron diseñadas inicialmente para funcionar hasta por 50 años. A medida que crecía nuestra comprensión de esta tecnología y se desarrollaban nuevos recursos y tecnologías, descubrimos que era posible duplicar esta vida útil. Cuando agrega la cantidad de uranio producido por los esfuerzos de minería en todo el mundo, hay suficiente energía para que todos la usen gracias a esta ventaja. También tenemos la opción de extraer más y refinarlo para uso futuro según sea necesario.
Dado que el proceso de fisión nuclear puede funcionar sin detenerse durante mucho tiempo en cualquier condición climática, hay menos interrupciones que podrían convertirse en un inconveniente para hogares y negocios en todo el mundo.
6. La fisión nuclear tiene un nivel de densidad excepcional.
La razón por la que las sociedades analizan las ventajas y desventajas de la fisión nuclear es que este recurso energético proporciona una alta concentración de energía sin necesidad de mucho combustible. Su nivel de densidad es uno de los más altos jamás encontrados al evaluar recursos como este que son adecuados para su uso en nuestras comunidades. Eso significa que no necesitamos mucho uranio para producir nueva energía, por lo que los niveles de desechos peligrosos que provienen de nuestras plantas de energía son mínimos. La ubicación típica producirá 20 toneladas métricas de combustible nuclear usado por año, lo que significa que toda la industria genera aproximadamente 2,300 toneladas métricas anuales que requieren almacenamiento.
7. A pesar de la amenaza de la radiación, la energía nuclear tiene la tasa de mortalidad anual más baja.
La palabra “radiación” asusta a mucha gente porque la asociamos con las armas atómicas lanzadas sobre Hiroshima y Nagasaki en 1945. Decenas de miles de personas murieron instantáneamente en ese ataque, y cientos de miles más sufrieron de cáncer y otros impactos a largo plazo de su exposición a él. Cuando consideramos la fisión nuclear como un recurso energético, deben tenerse en cuenta las ventajas de su seguridad. Con solo unas pocas excepciones, las únicas muertes registradas debido a la creación de energía nuclear provienen del incidente de Chernobyl.
Cuando miramos al carbón, hay más de 170.000 personas que mueren por cada billón de kilovatios-hora que producimos. Incluso la energía solar provoca 440 muertes en ese nivel de generación de energía, que sigue siendo cinco veces superior a lo que ocurre con esta opción.
8. Los costos operativos de la fisión nuclear son mínimos.
La fisión nuclear es una de las formas más baratas de producción de energía que tenemos hoy porque puede producir energía durante mucho tiempo. Una vez que se resuelve el costo inicial de una instalación, la planta de energía en funcionamiento es una de las formas de energía menos costosas que producimos en la actualidad. Aunque no parece que $ 0.01 menos por kilovatio-hora serían grandes ahorros, la diferencia para el hogar promedio en los Estados Unidos es de más de $ 9 por mes.
Si el hogar promedio usa 14,460 kilovatios-hora de energía cada año, entonces eso es un ahorro de $ 144.60. Cuando se multiplica esa cifra por los 127,59 millones de hogares que consumen energía, la fisión nuclear devuelve mucho dinero a la economía.
9. Podemos reciclar algunos de los productos de desecho de la fisión nuclear.
El suministro de combustible que utilizamos para la fisión nuclear es finito, lo que coloca a este recurso energético en la misma categoría que un combustible fósil. A diferencia del carbón, el petróleo o el gas natural, podemos utilizar el torio para crear combustible a partir de los productos de desecho que generan nuestras actividades de generación de energía, al tiempo que proporcionamos los niveles de electricidad necesarios para la vida diaria. Esta ventaja nos da el potencial de reciclar combustibles con más frecuencia, creando un recurso de muy alta densidad que puede producir energía nuevamente incluso después de que ya lo hayamos usado anteriormente.
Lista de las desventajas de la fisión nuclear
1. La fisión nuclear requiere complejas características de seguridad y protección para ser útil.
El principal temor que tiene la mayoría de la gente al contemplar la fisión nuclear es el hecho de que una reacción nuclear descontrolada en un reactor podría resultar en una contaminación generalizada. El impacto de tal incidente ensuciaría el suministro de aire y agua en millas alrededor de la instalación. El riesgo de que esto suceda es pequeño, especialmente en los Estados Unidos, debido a la presencia de barreras redundantes y diversos sistemas de seguridad, hay un área grande alrededor de una instalación que se mantiene despejada para garantizar la seguridad. Los reactores en los EE. UU. Usan recipientes de contención para resistir terremotos y condiciones climáticas extremas debido a esta desventaja también.
2. Los procesos de fisión nuclear generan desechos radiactivos.
La principal preocupación ambiental que debe tenerse en cuenta al analizar la fisión nuclear son los desechos radiactivos que produce. El combustible gastado del reactor, los relaves de los molinos de uranio y otros elementos contribuyen a esta desventaja. Algunos de los materiales pueden permanecer peligrosamente radioactivos para los humanos hasta por 10,000 años, razón por la cual existen regulaciones específicas que rigen la forma en que los transportamos, manipulamos, almacenamos y protegemos a lo largo del tiempo.
Si bien una instalación de almacenamiento adecuada reducirá los niveles de radiación en un sitio de eliminación, las herramientas, la ropa y los artículos desechables utilizados para procesar los desechos se contaminarán después de la manipulación, por lo que también existen procedimientos especiales para manejar este problema.
3. Los reactores nucleares gastados deben pasar por un proceso de desmantelamiento completo.
Si un reactor nuclear deja de funcionar por algún motivo, debe pasar por un proceso de desmantelamiento. Este trabajo implica la retirada segura del servicio de todo el equipo que se volvió radiactivo. El objetivo de este esfuerzo es reducir los niveles de radiactividad lo suficiente como para que la propiedad o la instalación puedan ser útiles para otros fines en el futuro. Hay reglas específicas que las tripulaciones deben seguir debido a esta desventaja, o la instalación debería mantenerse separada del contacto humano como lo hacemos con los desechos que provienen del proceso de fisión.
4. Hay múltiples problemas de eliminación que se deben manejar con la fisión nuclear.
La Oficina de Contabilidad del Gobierno informa que hay más de 90.000 toneladas métricas de desechos nucleares que deben eliminarse en este momento. Los estadounidenses producen más desechos que cualquier otro país para sus necesidades energéticas comerciales. La cantidad que requiere almacenamiento llenaría un campo de fútbol de parrilla estándar hasta una profundidad de 60 pies. Cuando agrega el programa de armas nucleares financiado por los Estados Unidos, hay otras 14,000 toneladas métricas de desperdicio a considerar.
Los EE. UU. Almacenan todos estos desechos en más de 80 sitios diferentes en 35 estados en este momento. Tampoco existe un sitio oficial de eliminación de este material en el país. La única opción potencial para solicitudes a largo plazo es Yucca Mountain en Nevada, pero la solicitud de licencia ha sido un proceso que lleva más de 30 años en proceso.
5. Incluso con los bajos riesgos de falla, la fisión nuclear puede generar resultados devastadores.
Los dos incidentes principales que involucran contaminación por radiación de la energía nuclear son Fukushima y Chernobyl. Después de que el tsunami retrocedió y los trabajadores pudieron enviar equipos submarinos para inspeccionar el reactor impactado, los investigadores encontraron que había combustible nuclear derretido de hasta un metro de espesor debajo del núcleo del recipiente de contención. Esta exposición a la radiación impactó el agua y el aire, y parte de la contaminación que siguió a las corrientes oceánicas impactó a los Estados Unidos más de un año después del incidente en Japón.
Finalmente puede visitar las áreas abandonadas alrededor de Chernobyl, pero solo en una visita guiada. Recibirá la misma cantidad de exposición a la radiación que generaría un vuelo transatlántico. La región todavía tiene varios puntos calientes que podrían ser dañinos, y debe usar blusas de manga larga, pantalones largos y zapatos cerrados para garantizar su seguridad. Así de peligrosa puede ser la ciencia de la fisión nuclear varias décadas después de un evento.
6. La salida explosiva de la fisión nuclear puede provocar un gran número de víctimas.
Las armas que se lanzaron en la guerra que contenían tecnologías de fisión nuclear se cobraron la vida de más de 200.000 personas en menos de una semana. Aquellos que sobrevivieron a la explosión inicial fueron golpeados con lluvia negra u otras formas de exposición radioactiva que eventualmente les quitaría la vida semanas, meses o, a veces, años después del incidente.
Estados Unidos encargó un estudio a la Universidad de Princeton en 1986 para determinar cuáles serían las consecuencias si las industrias o los centros urbanos fueran atacados con una bomba nuclear de 100 kilotones. Este trabajo determinó que cada incidente tenía la capacidad de cobrar 10 millones de vidas si se lanzaba un ataque en Estados Unidos. Puede ver lo que sucedería cerca de su casa usando este sitio web: http://nuclearsecrecy.com/nukemap/
7. El costo inicial de la fisión nuclear como combustible es excepcionalmente alto.
El precio de una nueva planta de energía nuclear en los Estados Unidos es de aproximadamente $ 10 mil millones en este momento. Aunque este recurso produciría energía durante al menos un siglo, generalmente depende del gobierno local y de la empresa de servicios públicos proporcionar fondos para la construcción de nuevas instalaciones. Es por eso que se están construyendo tan pocos en este momento en los Estados Unidos. Cuando el presidente Obama anunció en 2010 un proyecto que crearía tres nuevas instalaciones, serían las primeras en entrar en funcionamiento en 30 años.
Incluso cuando se completa la parte de construcción del trabajo, aún pueden pasar varios años para aprovechar el poder de la fisión nuclear. La planta de Watts Bar tardó 17 años en completarse y no comenzó a producir electricidad con fines comerciales hasta seis años después. El plan de River Bend se elaboró en 1977, pero no se puso en marcha hasta 1986.
8. La exposición prolongada a la radiación de la fisión nuclear genera efectos adversos para la salud.
La exposición a la radiación ionizante puede dañar el material genético de una persona. Las células humanas hacen un buen trabajo reparando este daño, pero pueden crear cáncer o hacer que las células mueran si el trabajo de reparación no se completa correctamente. Las quemaduras agudas de la piel y la enfermedad por radiación pueden ocurrir en dosis altas, pero el impacto a largo plazo incluye enfermedades cardiovasculares y cáncer. Se necesitan más de 75 rad en poco tiempo para producir el síndrome de radiación aguda, pero este problema es posible con la manipulación accidental o la ruptura de un recurso radiactivo.
9. Los costos de limpieza de la energía nuclear son elevados.
Si el desastre de Fukushima alguna vez pasa por un proceso formal de limpieza, el costo podría ser de al menos $ 100 mil millones. Greenpeace cree que el recuento final podría superar los 200.000 millones de dólares. Incluso los costos de construcción tienden a ser más altos cuando se busca aprovechar el poder de la fisión nuclear, con cada planta de energía en construcción en los Estados Unidos superando el presupuesto en mil millones de dólares. Esta desventaja nos coloca a todos en una posición en la que debemos decidir apostar todo por energía barata aunque no sea sostenible.
Conclusión
La fisión nuclear es uno de los descubrimientos más importantes del siglo pasado. Ha llevado al desarrollo de nuevas infraestructuras energéticas para que podamos crear un estilo de vida moderno. Este proceso puede reducir la cantidad de emisiones que generamos para la electricidad sin dejar de ser asequible.
Al igual que con cualquier tecnología, existe la amenaza de que alguien pueda convertir las ventajas de la fisión nuclear en desventajas cuando satisfaga sus propias necesidades egoístas. La amenaza radiactiva y la capacidad explosiva de esta energía pueden costar tantas vidas como pueda salvar.
Puede que este combustible no sea un recurso de energía renovable, pero ofrece cierto potencial de reutilización en el futuro. Si podemos contener la amenaza de la radiactividad y encontrar un lugar para almacenar el combustible gastado, entonces la fisión nuclear es una opción definitiva a considerar para nuestra energía en el futuro.
