Central nuclear d'Isar, Alemanya

Piscina de combustible nuclear gastat

Turbina d'una central nuclear

Què és l'energia nuclear

Què és l'energia nuclear

Què és l'energia nuclear? L'energia nuclear és l'energia interna al nucli atòmic, és a dir, la part central d'un àtom. Els àtoms són les partícules més petites en què es pot dividir un material. El nucli d'un àtom està compost per dos subpartícules: els neutrons i els protons. Aquestes subpartícules estan es mantenen juntes a causa d'uns enllaços d'energia. En el moment en què es modifiquen aquests enllaços es desprèn una gran quantitat d'energia tèrmica en forma de calor.

La tecnologia nuclear s'ocupa de l'aprofitament d'aquesta energia interna per a una gran varietat d'aplicacions. L'aplicació més coneguda de l'energia nuclear és la generació d'energia elèctrica a les centrals nuclears de potència.

Les centrals nuclears són instal·lacions on s'obté calor provocant reaccions nuclears al reactor nuclear amb la qual posteriorment, mitjançant transformacions termodinàmiques i mecàniques, s'obtindrà energia elèctrica.

Formes d'aprofitament de l'energia nuclear

Per poder aprofitar l'energia nuclear present en el nucli dels àtoms es pot fer de dues maneres: partint el nucli d'un àtom o fusionant el nucli de dos àtoms. En el primer cas en diem fissió nuclear i en el segon fusió nuclear.

Quan es produeix una d'aquestes dues reaccions físiques (la fissió nuclear o la fusió nuclear) els àtoms experimenten una lleugera pèrdua de massa. Aquesta massa que es perd es converteix en una gran quantitat d' energia calorífica com va descobrir el Albert Einstein amb la seva famosa equació E = mc2.

Què és la fissió nuclear?

La fissió nuclear és la divisió del nucli d'un àtom en diferents partícules més petites. Aquest tipus de reaccions generen una gran quantitat d' energia calorífica que posteriorment es pot aprofitar de diferents formes.

Una de les característiques importants de la fissió nuclear és que es genera bombardejant un àtom inestable amb un neutró. Una vegada que el nucli s'ha fisionat, a més de partícules un o dos neutrons més queden lliures que poden xocar contra un altre àtom i generar més fissions en cadena.

Actualment la fissió nuclear és el tipus de reacció nuclear que s'utilitza en tots els tipus de reactors nuclears de potència.

Què és la fusió nuclear?

La fusió nuclear és el procés invers. L'objectiu de la fusió és sotmetre el nucli de dos àtoms a unes condicions físiques en què els nuclis es funden entre ells obtenint un sol àtom. Mitjançant aquest tipus de reacció també s'obté una gran quantitat d'energia.

L'energia que produeix el Sol, per exemple, prové de reaccions de fusió nuclear.

L'ús de la fusió nuclear seria molt més beneficiós que l'ús de la fissió nuclear (més sostenible per al medi ambient, millor rendiment, etc.). Malauradament, en l'actualitat reproduir les reaccions de fusió nuclear de manera artificial i sostinguda encara no és viable de manera que tots els reactors nuclears són de fissió.

Què és el combustible nuclear?

Ens referim al combustible nuclear al material que s'utilitza per a generar les reaccions nuclears. Com hem comentat, els reactors nuclears de potència generen reaccions de fissió nuclear. Per tant, per a aquest tipus de reaccions es necessita un material, un àtom, que es molt inestable; que sigui tan inestable que amb xocar amb un sol neutró es trenqui.

La gran majoria dels reactors nuclears de potència utilitzen urani enriquit com a combustible nuclear. L'urani és un element molt inestable que es troba de forma natural. Tot i ser inestable, se li sotmet a un procés d'enriquiment que el converteix en encara més inestable i, per tant, més eficient per a les centrals nuclears. que seguint un cert procés s'aconsegueix enriquir-perquè sigui més inestable.

Les reserves d'urani del planeta no es consideren il·limitades pel que l'energia nuclear no es considera una energia renovable com podria ser l'energia solar o eòlica.

En el cas de la fusió nuclear el material més òptim és el que té una estructura atòmica més simple, és a dir, menor nombre de protons. D'aquesta manera, és més fàcil de combinar amb un altre àtom.

Aplicacions de l'energia nuclear

L'energia nuclear té una gran varietat d'aplicacions. Les aplicacions de l'energia nuclear més conegudes són la generació d'electricitat a les centrals nuclears de potència i en l'àmbit militar.

De totes maneres, alguns reactors nuclears tenen la funció de generar radioisòtops per utilitzar-los en camp de la medicina, tractament de plagues, etc. En la medicina la radiació nuclear s'utilitza per realitzar radiografies o determinats tractaments radiològics.

En l'àmbit militar s'utilitza per crear armament i també per a la propulsió de vehicles. Els efectes que les armes nuclears poden tenir sobre la població són devastadors. A dia d'avui, la bomba atòmica només s'ha llançat en dues ocasions (sobre les ciutats de Nagasaki i Hiroshima durant la Segona Guerra Mundial). Tot i això, hi ha un gran nombre de tractats i acords per regular aquestes activitats.

En el camp militar. La tecnologia nuclear s'utilitza per a la propulsió de vehicles i míssils a causa que permet tenir una gran autonomia amb molt poc combustible. Un exemple el tenim en els submarins nuclears. El primer submarí nuclear de la història de l'energia nuclear va ser el Nautilus.

 

Vídeo - Com funciona l'energia nuclear?

En el següent vídeo hi trobareu una ràpida i resumida explicació sobre com funcionen els dos tipus més comuns de reactors d'energia nuclear.

valoración: 3.4 - votos 47

Referències

Última revisió: 15 de febrer de 2019