Central nuclear d'Isar, Alemanya

Piscina de combustible nuclear gastat

Turbina d'una central nuclear

Energia atòmica

Energia atòmica

L'energia atòmica prové d'àtom, és l'energia que manté units neutrons i protons dels nuclis dels àtoms. També es coneix com energia nuclear, que prové de nucli. El nom d'energia nuclear s'utilitza pel fet que la major part de l'energia d'un àtom resideix en el seu nucli.

Es diferencien dues parts de l'àtom, el nucli i l'escorça. En l'escorça orbiten al voltant del nucli una quantitat indeterminada d'electrons. El nucli està compost per un nombre indeterminat de neutrons i de protons. La quantitat de protons en el nucli determinés l'element de què es tracta l'àtom, (ferro, hidrogen, etc.).

Els neutrons i els neutrons estan units entre si mitjançant uns enllaços energètics molt forts. Si s'aconsegueix trencar aquests enllaços es genera una energia molt elevada, l'energia atòmica. En aquest cas estem parlant de fissió nuclear. També es pot donar el cas contrari: ajuntar dos àtoms diferents. En aquest cas es tractaria de la fusió nuclear: els nuclis es fusionen. També s'obté una gran quantitat d'energia atòmica.

Combustible nuclear

Per desencadenar les reaccions de fissió nuclear i fusió nuclear i aprofitar-se de la seva energia atòmica no tots els àtoms són aptes tècnicament. En el cas de les reaccions de fissió nuclear, que és el tipus de reacció atòmica utilitzada en totes les centrals nuclears actuals, el combustible nuclear utilitzat és l'urani o el plutoni. Els àtoms d'urani i plutoni poden tenir diferents configuracions. Aquestes configuracions depenen del nombre de neutrons que tenen en el nucli. Cadascuna d'aquestes configuracions és un isòtop diferent del mateix àtom.

Les diferents proporcions entre neutrons i protons fa que el nucli atòmic sigui més o menys estable. A nosaltres, que ho volem partir, ens interessa que sigui inestable.

L'urani es pot obtenir de forma natural. L'urani natural es troba amb una composició d'isòtops d'urani alguns d'ells (pocs) molt inestables. Per millorar el rendiment se sotmet l'urani natural a un procés d'enriquiment per obtenir una major proporció de l'isòtop menys estable. D'aquesta manera, és més fàcil obtenir una reacció de fissió d'àtoms en cadena, i d'aquesta manera, augmentar l'energia atòmica obtinguda.

Centrals d'energia atòmica

Les centrals atòmiques (o centrals nuclears) s'encarreguen d'obtenir l'energia atòmica del nucli dels àtoms i convertir-la en energia elèctrica.

Es tracta d'un procés complicat però explicat esquemàticament és molt simple. Totes les centrals atòmiques tenen un reactor nuclear. El reactor nuclear a encarregat de generar les reaccions de fissió dels àtoms. Aquestes reaccions atòmiques generen una gran quantitat d'energia tèrmica.

Gràcies a les lleis de la termodinàmica aquesta calor es pot transmetre per convecció tèrmica a un fluid sense necessitat que el reactor nuclear deixi d'estar aïllat. Un cop el fluid s'ha quedat amb l' energia calorífica generada, la calor es pot transportar. I el transportem a la zona de turbines. A la zona de turbines, el fluid calent s'utilitza per generar vapor que al seu torn accionarà una turbina. Amb la turbina accionada, l'energia tèrmica s'ha transformat en energia mecànica que ens permetrà generar energia elèctrica. El generador és l'encarregat d'aquesta última transformació.

Hi ha molts tipus de centrals nuclears per a l'aprofitament de l'energia atòmica però conceptualment totes funcionen mitjançant un procés similar: reacció nuclear per obtenir calor, accionar una turbina i transformar l'energia mecànica en electricitat.

Avantatges i inconvenients de l'energia atòmica

El principal avantatge de l'energia atòmica és la gran quantitat d'energia que es pot obtenir per kg de combustible.

Un altre avantatge no menys important, és que no depèn de recursos fòssils. El sistema de funcionament d'una central atòmica és molt semblant al d'una central tèrmica. La diferència està en que la calor s'obté mitjançant reaccions nuclears mentre que a la central tèrmica s'obté la calor cremant combustibles fòssils. Aquests combustibles fòssils poden ser carbó, petroli o gas natural.

El fet de no cremar combustibles fòssils contribueix a reduir l'efecte hivernacle i l'escalfament global.

El principal inconvenient de l'ús de l'energia atòmica és la gestió del us residus nuclears. El combustible generat és altament radioactiu i ho segueix sent durant molts anys. En segon lloc, hi ha el problema de la seguretat. Malgrat que els sistemes de seguretat de les centrals atòmiques són molt avançats sempre hi ha la possibilitat de patir algun accident nuclear. Tot i que els accidents nuclears siguin escassos, a causa de la naturalesa de l'energia atòmica les conseqüències solen ser molt greus com ho van ser en el cas de l'accident nuclear de Txernòbil o l'accident nuclear de Fukushima.

valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 22 de agost de 2018

Tornar