ENERGIA NUCLEAR

ENERGIA NUCLEAR

Introduccin El nmero de centrales nucleares operativas al finalizar el ao 2012 era de 437 unidades, con un total de 372.325 MW elctricos instalados, que aportan aproximadamente el 14% de la electricidad mundial. A estos reactores en operacin, hay que sumar las 72 unidades que se encontraban en construccin al iniciarse 2013.De los 72 reactores que hay en construccin, 29 se encuentran en China; 11 en Rusia, 7 en India; 4 en la Unin Europea (Francia, Finlandia y Eslovaquia); 1 en los Emiratos rabes Unidos; y 5 en Estados Unidos.Estados Unidos cuanta con 104. Sin embargo, el pas con mayor dependencia de la energa nuclear y que posee la mayor cantidad de reactores en relacin a su poblacin es Francia, que cuenta con 58.En Amrica Latina: Argentina (6.2% del suministro elctrico), Mxico con 4% y Brasil con 3.1%.Qu es la energa nuclear?

Estrictamente hablandola energa nuclear es la energa que se libera al dividir el ncleo de un tomo(fisin nuclear)o al unir dos tomos para convertirse en un tomo individual(fusin nuclear). De hecho, nuclear viene de ncleo.Cuando se produce una de estas dos reacciones fsicas (la fisin o la fusin nuclear) los tomos experimentan una ligera prdida de masa. Esta masa que se pierde se convierte en una gran cantidad de energa calorficacomo descubri el Albert Einstein con su famosa ecuacin E=mc2.

Historia de la energa nuclearEn 1896, el fsico francsAntoine-Henri Becquerelcomprob que determinadas sustancias, como las sales de uranio, producan radiaciones penetrantes de origen desconocido. Este fenmeno fue conocido como radioactividad.Actualmente, el combustible de prcticamente todas las centrales nucleares de produccin de energa elctrica utilizan el uranio como combustible.En 1900, Los descubrimientos de Planck representaron el nacimiento de un nuevo campo para la fsica, conocido como mecnica cuntica y proporcionaron las bases para la investigacin en campos como el de la energa nuclear.Se consideraAlbert Einsteincomo el cientfico ms bien considerado de la historia del siglo XX. E=mc2As, E representa la energa y m la masa, ambas interrelacionadas a travs de la velocidad de la luz c. Esta ecuacin relacionaba las conversiones msicas de energa, de forma que se poda afirmar, que ambas entidades son distintas manifestaciones de una misma cosa.

En 1932. Chadwick midi la masa de la nueva partcula deduciendo que era similar a la delprotnpero con carga elctricamente neutra. Con su descubrimiento, Chadwick consigui un proyectil de caractersticas ideales para provocar reacciones nucleares.En 1938, Lise Meitner y Otto Frisch pudieron deducir que al bombardear el uranio con neutrones el uranio, ste capturaba unneutrny se escinda en dos fragmentos, emitiendo de unagran cantidad de energa. Se haba descubierto lafisin nuclear.En 1939, en los inicios de la Segunda Guerra Mundial, Albert Einstein recomienda al presidente de los Estados Unidos, F. D. Roosevelt, el desarrollo de la bomba atmica. Einstein explicaba que gracias a los trabajos de investigacin llevados a cabo porEnrico FermiyLeo Szilard, en los Estados Unidos, y por Frdric Joliot y su esposa Irene Joliot-Curie, en Francia,era casi seguro que muy pronto fuera posible desencadenar una reaccin nuclear en cadena que permitiera liberar unas grandes cantidades de energa. Este procedimiento permitira tambin la construccin de una nueva clase de bombas.Las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasakise convirtieron as en los primeros yhasta el momento losnicos objetivos de un ataque con bombas atmicas.Tratado del Antrtico: firmado en Washington por 37 pases, en el que se prohiba el uso de este territorio para realizar explosiones nucleares y/o eliminacin de residuos radiactivos.Tratado de Prohibicin de Pruebas de Armas Nucleares en la atmsfera y en el espacio exterior y en submarinos: firmado en Mosc, en 1963, actuando como depositarios Estados Unidos, la antigua URSS y Reino Unido.Tratado de Principios que gobiernan las actividades de los Estados en la exploracin del espacio exterior: incluye la Luna y otros cuerpos celestes, y fue firmado en octubre de 1967, actuando como depositarios Estados Unidos, la antigua URSS y Reino Unido, comprometindose a no poner en rbita terrestre o en el espacio exterior objetos con armas nucleares.Tratado de Prohibicin de Armas Nucleares en Latinoamrica: firmado en Mxico en 1967.Tratado de No Proliferacin Nuclear: en vigor desde 1972 y prolongado en 1995 con Reino Unido, Estados Unidos y la antigua URSS como depositarios.

Fisin NuclearEn energa nuclear llamamosfisin nucleara ladivisin del ncleo de un tomo. El ncleo se convierte en diversos fragmentos con una masa casi igual a la mitad de la masa original ms dos o tresneutrones.

Fisin nuclear: por qu uranio y plutonio?Los cientficos saban que elistopoms comn, eluranio238. Hay una probabilidad bastante alta de que unneutrnincidente sea capturado para formar uranio 239 en lugar de causar unafisin. Sin embargo, el uranio235 tiene una probabilidad de fisin ms alta.Deluranio natural, slo el 0,7% es deuranio235. Esto significa que se necesita una gran cantidad de uraniopara obtener la cantidad necesaria deuranio235. Adems, el uranio 235 no se pueden separar qumicamente deluranio238, ya que losistopos son qumicamente similares.Los mtodos alternativos tuvieron que desarrollarse para separar losistopos.Elplutonio239 tiene una probabilidad alta de fisin. Sin embargo, elplutonio239 no es un elemento natural y debera hacerse.Se trata de los materiales ms usados en las centrales de energa nuclear.

Fusin NuclearLafusin nucleares una reaccin nuclear en la quedos ncleos de tomos ligeros, en general el hidrgeno y susistopos (deuterio y tritio),se unenpara formar otro ncleo ms pesado,liberando una gran cantidad de energa.

Un ejemplo claro lo vemos a diario en laenerga solarque tiene su origen en la fusin de ncleos de hidrgeno, generndose helio y liberndose una gran cantidad de energa que llega a la Tierra en forma de radiacin electromagntica.

Fusin nuclear: combustibles utilizadosEl Deuterio es unistopoestable del hidrgenoformado por unprotny unneutrn. Su abundancia en el agua es de un tomo por cada 6.500 tomos de Hidrgeno, lo que significa quecon el contenido de deuterio existente en el agua del mar(34 gramos por metro cbico)es posible obtener una energa inagotable mediante la fusin nuclear, y cuyo contenido energtico es tal que con la cantidad de deuterio existenteen cada litro de agua de mar, la energa obtenida por la fusin nuclearde estos tomos de deuterioequivale a 250 litros de petrleo.El otro elemento empleado en la fusin nuclear esel Tritio, es elistopoinestable o radiactivo del tomo de hidrgeno. Est compuesto por unprotny dos neutrones y se desintegra por emisin beta con relativa rapidez, yaunque es escaso en la naturaleza, puede ser generado por reacciones de captura neutrnica con losistopos del Litio, material abundante en la corteza terrestre y en el agua del mar.Funcionamiento de una central nuclearEl principio bsico del funcionamiento de una central nuclear se basa en la obtencin deenerga calorficamediante la fisin nuclear del ncleo de los tomos del combustible. Con esta energa calorfica, que tenemos en forma de vapor de agua, la convertiremos en energa mecnica en una turbina y, finalmente, convertiremos la energa mecnica en energa elctrica mediante un generador.

Reactor NuclearUn reactor nuclear es una instalacin capaz de iniciar, controlar y mantener las reacciones nucleares (generalmente de fisin) en cadena que se produzcan en el ncleo de esta instalacin.Los reactores trmicos son aquellos que funcionan retrasando (moderando) los neutrones ms rpidos o incrementando la proporcin de tomos fisibles. Para ralentizar estos neutrones, llamados neutrones lentos, se necesita un moderador que puede ser agua ligera, agua pesada o grafito.Los reactores rpidos son los que no necesitan moderar la velocidad de los electrones y utilizan neutrones rpidos.

Componentes de un reactor nuclearCombustible nuclear: El combustible nuclear es un material con capacidad de fisionarse lo suficiente como para llegar a la masa crtica, es decir, para mantener una reaccin nuclear en cadena.Barras de control: Los haces debarras de controlproporcionan un medio rpido para controlar la reaccin nuclear. Permiten realizar cambios rpidos de potencia del reactor y su parada eventual en caso de emergencia.Moderador: reduce la velocidad de los neutrones para nuevas reacciones en cadenas.Refrigerante: La funcin del refrigerante es absorber dicho calor y transportarlo.El refrigerante debe ser anticorrosivo, con una gran capacidad calorfica y no debe absorber neutrones.Reflector: disminuye la fuga de los neutrones generados por la reaccin en cadena. El medio reflector que rodea al ncleo debe tener una baja seccin eficaz de captura para no reducir el nmero de neutrones y que se reflejen el mayor nmero posible de ellos.Blindaje: Es necesaria una proteccin para aislar a los trabajadores de la instalacin de las radiaciones ocasionadas por los productos de fisin. Por ello, se coloca un blindaje biolgico alrededor del reactor para interceptar estas emisiones. Los materiales ms usados para construir este blindaje son el hormign, el agua y el plomo.

Pros y contras del uso de la energa nuclearVentajas La relacin entre la cantidad de combustible utilizado y la energa obtenida. Mejorara la calidad del aire que respiramos con lo que ello implicara en el descenso de enfermedades y calidad de vida.Lafusin nuclear ofrecera las siguientes ventajas:Obtendramos una fuente de combustible inagotable.Evitaramos accidentes en el reactor por las reacciones en cadena que se producen en lasfisiones.Los residuos generados son mucho menosradiactivos.

Inconvenientes Generacin de residuos nucleares.Si bien econmicamente es rentable desde el punto de vista del combustible consumido respecto a laenerga obtenida no lo es tanto.Inconvenientesde seguridad incrementados ahora con el terrorismo internacional. Adems de la proliferacin deenerga nuclearque obligara a recurrir alplutoniocomo combustible.Lasreacciones nucleares por fisingeneran unas reacciones en cadena que si los sistemas de control fallasen provocaran unaexplosin radiactiva.Aplicaciones de la energa nuclearPrincipal aplicacin: energa nuclear.Aplicaciones industriales: con fines de anlisis y control de procesos.Aplicaciones mdicas: en diagnstico y terapia de enfermedades.Aplicaciones agroalimentarias: en la produccin de nuevas especies, tratamientos de conservacin de los alimentos, lucha contra las plagas de insectos y preparacin de vacunas.Aplicaciones medioambientales: en la determinacin de cantidades significativas de sustancias contaminantes en el entorno natural.Otras aplicaciones: como la datacin, que emplea las propiedades de fijacin del carbono-14 a los huesos, maderas o residuos orgnicos, determinando su edad cronolgica, y los usos en Geofsica y Geoqumica, que aprovechan la existencia de materiales radiactivos naturales para la fijacin de las fechas de los depsitos de rocas, carbn o petrleo.

Energa nuclear en el mundoLasituacin de la energa nucleares diferente en los diferentes pases. La poltica energtica, las necesidades y los recursos tcnicos y econmicos de cada pas son diferentes.Espaa por ejemplo, inici su proyecto nuclear con mucha fuerza pero posteriormente se aprob el decreto de lamoratoria nuclearen el que se bloquearon 5 de los 7 los proyectos de centrales nucleares en curso.En cambio en Chile est apostando por el estudio y el uso de la energa nuclear como fuente de desarrollo.

Residuos nuclearesLos residuos nucleares son uno de los principales problemas relacionados la energa nuclear.Losresiduos radiactivosse pueden clasificar segn sus caractersticas fsicas y qumicas y por su actividad.Residuos nucleares de alta actividad, compuestos por los elementos del combustible ganado.Residuos nucleares de media actividad, son radionucleidos producidos en el proceso defisin nuclear.Residuos nucleares de baja actividad, bsicamente se trata de las herramientas, ropas y material diverso utilizado para el mantenimiento de una central de energa nuclear.

Instituto Peruano de Energa Nuclear (IPEN)ElInstituto Peruano de Energa Nuclear(IPEN) es la institucin cientfica del gobierno peruanoencargada de normar, promover, supervisar y desarrollar las actividades aplicativas de laEnerga nuclearEl4 de febrerode1975, elGobierno revolucionario, cre el Instituto Peruano de Energa Nuclear como Organismo Pblico Descentralizado del sectorEnerga y Minas.El rgimen econmico del IPEN est constituido por las asignaciones que le confiere para cada ejercicio la Ley de Presupuesto de la Repblica y los aporte de la Cooperacin Tcnica delOrganismo Internacional de Energa Atmica(OIEA).

El Centro Nuclear scar Miroquesada de la Guerra (RACSO)LlamadoCentro Nuclear de Huarangal, fue inaugurado el 19 de diciembre de 1988 por el presidente peruanoAlan Garcay el argentinoRal Alfonsn.El centro cuenta con una extensin de 125 hectreas y se encuentra ubicado en la localidad de Huarangal, en elDistrito de Carabayllo, a 42 Km de la Ciudad de Lima con a un altura de 400 m sobre el nivel del mar.Planta de produccin de radioistopo que son utilizados para realizar gammagrafas, que facilitan hacer diagnsticos mdicos, as como una mayor precisin en el estudio de los tejidos del cuerpo humano.Laboratorios para el perfilaje de pozos petroleros, interconexin de acuferos, estudio de fugas de embalses, en la deteccin de fallas en la soldadura. En la agricultura, para optimizar el uso de fertilizantes, entre otras aplicaciones.

INTEGRANTES:LOPEZ GARCIA, JONMORE OJEDA, ALEXISRAMOS PALACIOS, DEIBERSANTOS ROSILLO, MARLON

GRACIAS!22