L'energia nuclear fa referència a l'energia alliberada durant reaccions nuclears, ja sigui en forma de fusió nuclear o fissió nuclear. Aquí en tens exemples:
Exemples de fusió nuclear
La fusió nuclear és el procés en què els nuclis atòmics es combinen per formar nuclis més pesats. Aquest procés allibera una gran quantitat denergia a causa de la conversió de massa en energia dacord amb la famosa equació dEinstein, E=mc². Alguns exemples addicionals de l'aplicació de la fusió nuclear inclouen:
1. Investigació en reactors de fusió
Els científics i enginyers estan treballant en el desenvolupament de reactors de fusió controlada a la Terra, coneguts com a reactors de fusió nuclear termonuclear controlada.
Aquests reactors fan servir camps magnètics o làsers d'alta potència per confinar i escalfar el plasma de fusió a temperatures extremadament altes. Exemples d‟aquests projectes inclouen ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) i el projecte Wendelstein 7-X.
2. Bombes atòmiques d'hidrogen
Les bombes d'hidrogen, també conegudes com a bombes termonuclears, són dispositius explosius que aprofiten la fusió nuclear per generar una explosió molt més potent que les armes de fissió nuclear convencionals.
En aquestes bombes, la fissió nuclear d'una petita quantitat de material fissible, com ara l'urani-235, genera la temperatura i la pressió necessàries per iniciar la fusió de nuclis lleugers, com el deuteri i el triti.
3. L'energia del Sol i les estrelles
El Sol i altres estrelles a l'univers són fonts massives d'energia nuclear a causa de les reaccions de fusió nuclear que tenen lloc als seus nuclis. En el cas del Sol, la reacció principal és la fusió nuclear de l'hidrogen en heli alliberant una quantitat enorme d'energia en el procés.
A més del Sol, les estrelles a l'univers també funcionen com a reactors nuclears gegants. Les estrelles més massives poden experimentar reaccions nuclears encara més complexes, com ara la fusió d'elements més pesats que l'heli, produint elements com el carboni, l'oxigen i el ferro.
Aquestes reaccions de fusió nuclear a les estrelles són responsables de la producció d'elements químics i de l'alliberament de grans quantitats d'energia en forma de radiació electromagnètica, inclosa la llum visible.
Exemples de fissió nuclear
La fissió nuclear és el procés en què un nucli pesant es divideix en fragments més petits, alliberant energia en el procés. Alguns exemples addicionals de l'aplicació de la fissió nuclear inclouen:
1. Reactors nuclears de potència
Els reactors nuclears de fissió són utilitzats en plantes denergia nuclear per generar electricitat. En aquests reactors, s'utilitza material fissible, com ara l'urani-235 o el plutoni-239, per induir la fissió nuclear controlada. La calor generada per la fissió s'utilitza per escalfar aigua i produir vapor, que alhora impulsa una turbina connectada a un generador elèctric.
Les tres centrals nuclears amb més potència instal·lada són les següents:
-
La central nuclear de Kashiwazaki-Kariwa (Japó): Ubicada a la prefectura de Niigata, és la central nuclear més potent del món. Té una capacitat instal·lada al voltant de 8,212 megawatts (MW), distribuïts en set reactors nuclears.
-
La central nuclear de Bruce (Canadà): Situada a Ontario, Canadà. Compte amb una capacitat instal·lada total d'aproximadament 6,384 MW. Consisteix en vuit reactors nuclears.
-
La central nuclear de Zaporizhia (Ucraïna): És la central nuclear més gran d'Europa i la tercera més potent del món. Està ubicada a prop de la ciutat d'Enerhodar, a Ucraïna, i té una capacitat instal·lada d'uns 6,000 MW. La central compta amb sis reactors nuclears.
2. Reactors de recerca
A més dels reactors de potència, hi ha reactors de recerca utilitzats en l'àmbit científic per a diversos propòsits, com la producció de radioisòtops per a aplicacions mèdiques i la investigació en física nuclear.
3. Propulsió nuclear
L'energia nuclear també s'utilitza per fer un treball mecànic per moure vehicles i naus; vegem-ne alguns exemples:
-
Naus espacials amb propulsió nuclear tèrmica: S'han proposat conceptes de naus espacials que utilitzen l'energia nuclear per generar calor i propulsar-se a l'espai. Aquests sistemes emprarien un reactor nuclear per escalfar un propel·lent, com a hidrogen líquid, a altes temperatures. El propel·lent calent s'expulsaria a través d'un motor de coet per generar empenta.
-
Submarins nuclears (SSN): Els submarins nuclears utilitzen un reactor nuclear per generar energia elèctrica, que alhora impulsa el sistema de propulsió. Aquests submarins porten a bord un reactor nuclear que utilitza fissió nuclear per generar calor. La calor s'utilitza per escalfar aigua i produir vapor, que alhora impulsa una turbina connectada a un sistema de propulsió, com una hèlix.
-
Submarins de míssils balístics (SSBN): Els submarins de míssils balístics també utilitzen energia nuclear per a propulsió, però la seva principal funció és el llançament de míssils balístics nuclears.
