La energía nuclear existe desde la década de 1950 y transforma material radiactivo en energía mediante un proceso complejo. En algunos casos, la energía nuclear ha demostrado ser increíblemente beneficiosa, mientras que en otros, como los desastres nucleares de Chernobyl y Fukushima, fue todo lo contrario. De todos modos, la energía nuclear es uno de los medios de producción de energía más limpios, eficientes y seguros del mundo, pero a menos que seas ingeniero nuclear, lo más probable es que no sepas cómo funciona.
Está claro que las centrales nucleares utilizan algún tipo de combustible, pero ¿qué se utiliza exactamente para producir energía? La respuesta es el uranio, pero no es tan simple como señalar ese elemento en la tabla periódica y terminar la discusión. El combustible más común utilizado en los reactores nucleares del mundo es el U-235, un tipo específico de uranio natural que es capaz de sostener fácilmente la fisión nuclear, lo que lo hace útil para la producción de energía y armas nucleares. Cuando un elemento es fisible, eso significa que puede sostener una reacción nuclear en cadena después de capturar neutrones de movimiento lento.
El U-235 es el combustible más común utilizado en los reactores nucleares, principalmente porque se fisiona fácilmente. Esto significa que cuando los átomos de U-235 se dividen mediante fisión, liberan una gran cantidad de energía, gran parte de la cual se encuentra en forma de calor. Esto se utiliza para convertir agua líquida en vapor, impulsando una turbina de vapor, que es la forma en que un material radiactivo produce energía. Es cierto que es más complejo que eso, pero en general así es como funcionan los reactores nucleares: utilizan combustible fisionable (U-235) y convierten su calor en electricidad a través de una turbina.
U-235 y su uso en la producción de electricidad.
El U-235 es ideal para reactores nucleares, pero no es la forma más abundante de uranio. Esa distinción pertenece al U-238, que no es bueno para la energía nuclear. Esto se debe al número par de protones y neutrones en el núcleo del átomo, lo que lo hace menos fisionable que el U-235, aunque sólo es fisible a través de neutrones de alta energía. Por esta razón, el U-238 no es un combustible adecuado para un reactor. Si bien el U-235 es la mejor opción, es difícil de extraer y refinar.
U-235 recibe su nombre por el número total de protones y neutrones en su núcleo, que asciende a 92 y 143, respectivamente. El elemento tiene una vida media, es decir, el tiempo necesario para reducir su radiactividad a la mitad, de 704 millones de años. Para utilizar el U-235 como fuente de combustible, primero hay que extraerlo y enriquecerlo. La concentración de U-235 es tan baja que es necesario enriquecerlo para producir combustible fisionable utilizable, que se fabrica en barras de combustible. Se trata de tubos metálicos llenos de bolitas de óxido de uranio. Luego se utiliza en reactores nucleares para generar calor y producir energía.
El combustible nuclear dura un tiempo, pero se degrada con el tiempo y las centrales nucleares de Estados Unidos no reprocesan ni reutilizan su combustible. Es menos costoso extraer y refinar el U-235 recién adquirido, y existen otras formas de utilizar el combustible gastado. En cambio, el combustible gastado se almacena a través de un complejo proceso de eliminación que lo lleva a través de múltiples pasos, dependiendo de su nivel de radiactividad, lo que requiere años de gestión y mantenimiento para garantizar la seguridad, ya que el combustible gastado contiene alrededor del 90% de su energía original.
