Centrales nucleares: ¿qué es la Fisión Nuclear?

La fisión nuclear es una de las fuentes de energía más utilizadas y más polémicas de la actualidad. Pero… ¿En qué consiste?

La fisión nuclear, como su nombre indica, consiste en la rotura de núcleos atómicos, generalmente de isótopos de Uranio o Plutonio. Hay que tener en cuenta que se trabaja con átomos pesados cuyo número másico (A) asciende del 230.

Es un proceso que, generalmente, se induce bombardeando un neutrón al nucleón de material fisionable (el más común es el isótopo del Uranio: U-235). Dicho neutrón hace que el núcleo sea inestable y que, posteriormente, se fisione. Entonces, se desprenden de él dos núcleos menores de isótopos (Kriptón y Bario, en este caso), radiación gamma y nuevos neutrones libres que continuarán la cadena de fisión.

¿Cómo se manifiesta la energía que transformamos posteriormente en electricidad? En forma de energía térmica. 

La emisión de radiación y la alta energía cinética con la que salen disparados los fragmentos resultantes de las roturas producen un calentamiento de la materia circundante. De esta manera, dan lugar a altas temperaturas que posteriormente se utilizan para generar electricidad mediante una turbina de vapor. Un blindaje de hormigón y acero evita las fugas de los neutrones rápidos y los núcleos fisionados en las centrales nucleares.

Esquema de un reactor de fisión nuclear

Se llegan a producir hasta 4500 MW de energía térmica, que posteriormente se traduciría en una cifra de 1500 MW de electricidad (no olvidemos que ningún proceso es 100% eficiente, así que siempre existen pérdidas de energía). En una central de estas características, y trabajando con el isótopo U-235, se llegan a producir 1,41· 10²⁰ fisiones por segundo (141 seguido de 18 ceros).

En las centrales nucleares es fundamental que se tenga un control apropiado, para evitar que el número de fisiones por unidad de tiempo sobrepase ciertos límites (como lo ocurrido en el trágico accidente de Chernobyl). No obstante, con un control riguroso no debe haber ningún problema en este sentido. Sobre este asunto hablaremos más en profundidad en otro de los artículos de esta serie de posts, ya que existe mucha confusión en torno a ello.

Cuando se ha agotado el combustible de fisión, los residuos reciben un tratamiento de encapsulado en hormigón, para que la radiación gamma (la más penetrante) no afecte de ningún modo a su entorno. Posteriormente, se almacenan en la central nuclear que los ha producido (en piscinas o en centros de almacenamiento temporal) para reducir su radiactividad.

El problema fundamental es que estos residuos tienen un largo tiempo de emisión radiactiva, pero actualmente disponemos de un eficiente sistema de gestión, del que hablaremos en próximos artículos.

Rubén Lijó

Esta entrada participa en la XXXIV Edición del Carnaval de la Física.

**Nota: El próximo martes podrán disfrutar de la tercera entrega de esta serie de artículos “Centrales Nucleares”

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