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Qué es un reactor nuclear, y qué importancia puede tener para el mundo de los coches

Juan Carlos Lezama Gonzalez | 15 Jul 2022
Que Es Un Reactor Nuclear 3
Que Es Un Reactor Nuclear 3

Un reactor nuclear es algo que nos suena bastante grandilocuente, cuando no peligroso. Sin embargo, lo cierto es que los reactores nucleares no son algo que temer. Más bien, son elementos a comprender. Es más, ¿quién dice que en el futuro los coches nucleares no puedan existir?

Un reactor nuclear tiene un potencial brutal para generar energía. Es una de las opciones más potentes que tenemos para producir electricidad.

Qué es una central nuclear

Empezaremos por esta cuestión porque nos resultará mucho más familiar. Una central nuclear funciona con el mismo principio de generación de electricidad que cualquier otra central, que un aerogenerador de viento o incluso que el generador de un coche eléctrico.

Tenemos una turbina que al girar genera electricidad. Esta turbina es empujada por vapor a alta velocidad. La diferencia es que en una central nuclear se calienta ese vapor utilizando como fuente de energía la reacción nuclear.

Reactor nuclear con sus correspondientes barras de combustible junto a las barras que actúan como elementos de control del reactor.

Qué es un reactor nuclear

El reactor nuclear es una instalación con capacidad para producir una reacción nuclear a través de la cual obtener energía y obtener un elemento diferente al que teníamos inicialmente.

La mayoría de los reactores comunes son los de fisión, y son los que encontramos en las centrales nucleares.

La palabra fisión se refiere a la separación de las partículas atómicas.

Partamos de la base de que la materia está formada por átomos. Estos átomos lo conforman todo. Una partícula de agua (H2O) está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de agua, por ejemplo.

A su vez, estos átomos están formados por diferentes partículas subatómicas. Tenemos un núcleo con una carga eléctrica positiva, que está formado por protones y neutrones, y tenemos una nube de electrones alrededor con carga negativa.

Un reactor nuclear de fisión se encarga de dividir el núcleo. Cuando el núcleo atómico de determinados materiales es dividido, se libera una gran cantidad de energía. Esta es la energía nuclear.

La energía liberada por esta separación del núcleo es principalmente calorífica y es lo que calienta el fluido que se encuentra en el reactor nuclear, que en forma de vapor a alta velocidad y presión, empuja la turbina que genera electricidad.

Hay que decir que en un reactor nuclear se produce una reacción en cadena. Inicialmente se divide el núcleo de los átomos bombardeándolos con neutrones. Una vez que hemos dividido el núcleo, estas partículas subatómicas, a su vez, "bombardean" a otros átomos que se encuentran en el reactor. De esta forma tenemos una reacción en cadena constante que se mantiene en el tiempo y genera electricidad. De ahí que la fisión nuclear sea tan útil para la producción de electricidad.

Claro está, perder el control de esta reacción en cadena es peligrosísimo. Por ello, dentro del reactor nuclear hay unos elementos de control, que absorben neutrones, y reducen la reacción nuclear. Estos elementos de control se despliegan dentro del reactor según es necesario para controlar la reacción. No obstante, en caso extremo, en caso de fallo, o en caso de emergencia, se despliegan al máximo, deteniendo la reacción y parando el reactor.

Las barras de control se despliegan entre las barras de combustible nuclear, absorben neutrones, y son capaces de parar la actividad del reactor cuando están completamente desplegadas.

El combustible de la reacción nuclear

No vale cualquier material para realizar una reacción de fisión nuclear. Igual que la gasolina es ideal para un motor de combustión, el combustible de una reacción nuclear tiene unas características precisas. Algunos de los combustibles nucleares más comunes son el uranio y el plutonio.

Estos materiales se caracterizan por ser "fisionables". Es decir, la forma de comportarse cuando son bombardeados por neutrones, la división del núcleo atómico, y la capacidad para mantener esta reacción en cadena, es lo que los hace tan óptimos para este fin. Claro está, solo los nombres del uranio y el plutonio ya asustan un poco.

Los peligros de los residuos nucleares

El principal problema de los reactores nucleares proviene de los residuos de uranio, plutonio y el resto de combustibles nucleares, así como de los elementos que pueden acumular radiación.

Esta radiación es muy peligrosa, y los materiales pueden llegar a ser radioactivos durante muchos miles de años.

Almacenarlos correctamente es algo que preocupa a la comunidad científica y a la población en general. Si bien es cierto que existen vertederos de residuos nucleares, esto no es lo mejor, tanto por lo peligrosa que será esa zona durante mucho tiempo, como por el hecho de estar malgastando los materiales.

Explicado de forma simple, podemos decir que una unidad de combustible de uranio deja de ser "útil" para las centrales nucleares estándar cuando hemos gastado un porcentaje bajísimo del combustible. Si en el futuro aprendemos a sacar partido de ese 95% restante de combustible, algo en lo que ya se han hecho avances, podremos reutilizar el material para obtener más energía. De hecho, aprovecharlo al máximo o casi al máximo, nos dejaría un material menos radioactivo, o directamente sin un nivel de radioactividad peligrosa.

Es por eso que actualmente los residuos de combustible nuclear se almacenan en grandes piscinas con grandes paredes de hormigón, generalmente junto a las centrales nucleares, formando parte de la propia instalación, con la esperanza de que en el futuro encontremos la forma de sacarles partido. Al fin y al cabo, tampoco tenemos muchas otras formas de almacenarlo de manera segura.

El armamento nuclear

Otros de los peligros alrededor de la energía nuclear reside en el armamento nuclear, altamente peligroso y con potencial para extinguir la vida humana.

Si bien es cierto que un reactor nuclear de fisión sirve para que la separación del núcleo atómico libere energía, también es verdad que se utilizan los reactores nucleares para transformar los elementos (cambiando su composición atómica), obteniendo de esta forma materiales con los que se fabrican bombas nucleares, como es el caso del plutonio.

Por lo general, las centrales nucleares de fisión utilizadas para la producción de energía no generan residuos que puedan ser utilizados para la fabricación de armamento. Aun así, cualquier avance en la producción de energía nuclear suele ir acompañado de una aplicación en el desarrollo de armamento.

Pieza de combustible de uranio en formato circular. Al ser bombardeada con neutrones en un reactor nuclear se produce la reacción que libera una gran cantidad de energía.

Los riesgos de un fallo en el reactor nuclear

El humo blanco que vemos salir de las grandes chimeneas de una central nuclear no es más que vapor de agua. No es peligroso. No obstante, los materiales del interior de la central nuclear sí son peligrosos cuando están cargados radioactivamente. Esto incluye el propio combustible nuclear, pero también el resto de componentes e incluso el fluido que se calienta para aprovechar la energía generada por el reactor.

Tengamos en cuenta que un reactor nuclear lleva a cabo una reacción nuclear en cadena controlada. Un error generaría una liberación de energía brutal y descontrolada. Es el mayor temor alrededor de una central nuclear, porque las consecuencias podrían ser catastróficas.

Los elementos de control de un reactor nuclear deben evitar que la reacción nuclear se descontrole, y los sistemas de seguridad cada vez son más avanzados y redundantes. Las centrales se construyen en zonas que no tienen actividad sísmica.

No obstante, el potencial para que algo catastrófico suceda es algo que preocupa. No obstante, la energía nuclear es una de las más limpias que podemos aprovechar. Es necesaria para los niveles de energía que consume la sociedad actualmente.

Los reactores nucleares y los coches

El mundo de la automoción en realidad tiene mucho que ver con la cuestión nuclear. Para empezar, con el auge de los coches eléctricos, se convierte en crucial la cuestión de la generación de energía eléctrica. Y hoy por hoy dependemos de forma clave de la energía nuclear. Es más, contar con una mayor cantidad de centrales nucleares nos permitiría prescindir de otras fuentes de energía extranjeras. Y nos evitarían el uso del gas como fuente de energía, cuyos son altamente peligrosos para el ser humano, y cuya combustión es perjudicial para la propia atmósfera. Obviamente, las energías renovables son una gran opción en este aspecto, pero todavía no somos capaces de obtener un rendimiento de ellas que nos permita olvidarnos de otras fuentes de energía.

Por otro lado, es necesaria la reacción nuclear para producir pilas de combustible de hidrógeno, que podría ser el futuro del mundo del automóvil con los coches de pila de hidrógeno FCEV.

Y no nos olvidamos de que desde hace muchísimo tiempo existen los vehículos empujados por un reactor nuclear. Lo hemos visto principalmente en vehículos militares, como los submarinos, pero, ¿quién dice que el futuro no es desplazarnos por vehículos que utilizan energía nuclear? Una fuente de energía limpia y extremadamente potente que quizás algún día aprendamos a aprovechar en un grado algo superior.