Energía nuclear

La energía nuclear o atómica es el uso de reacciones nucleares para producir electricidad. La energía nuclear se puede obtener a partir de la fisión nuclear, la descomposición nuclear y las reacciones de fusión nuclear. En la actualidad, la gran mayoría de la electricidad procedente de la energía nuclear se produce mediante la fisión nuclear de uranio y plutonio en plantas de energía nuclear. Los procesos de desintegración nuclear se utilizan en aplicaciones de nicho, como los generadores termoeléctricos de radioisótopos en algunas sondas espaciales, como la Voyager 2. La generación de electricidad a partir de la energía de fusión sigue siendo el foco de la investigación internacional.

El tipo más común de reactor nuclear utilizado en centrales eléctricas es el reactor de agua ligera, que utiliza agua normal como moderador y refrigerante. Estos utilizan uranio enriquecido (alrededor del 5% U-235) en un ciclo de combustible de un solo uso. El combustible se elimina cuando el porcentaje de átomos que absorben neutrones se vuelve tan grande que ya no se puede sostener una reacción en cadena, generalmente 3 años. Luego se enfría durante varios años en piscinas de combustible gastado en el sitio antes de ser transferido al almacenamiento a largo plazo. El combustible gastado, aunque de bajo volumen (tamaño de una lata de refresco para el uso total de energía de por vida de una persona), es un desecho radiactivo de alto nivel; su radiactividad disminuye exponencialmente al 0,5% de su nivel inicial en 100 años, y debe estar aislado de la biosfera durante cientos de miles de años, aunque las tecnologías más nuevas (como los reactores rápidos) tienen el potencial de reducir esto significativamente. Debido a que el 95% de los desechos aún contienen combustible viable (U-238), algunos países (Francia y Rusia) reprocesan sus desechos, pero esto es más costoso que extraer uranio. Todos los reactores generan algo de plutonio-239, que se encuentra en el combustible gastado, y debido a que el Pu-239 es el material preferido para las armas nucleares, el reprocesamiento se considera un riesgo de proliferación.

La primera planta de energía nuclear se construyó en la década de 1950, y la capacidad nuclear instalada mundial creció a 100 GW a fines de la década de 1970, y luego creció rápidamente durante la década de 1980 alcanzando 300 GW en 1990. El accidente de Three Mile Island de 1979 en los Estados Unidos y el desastre de Chernobyl de 1986 en la Unión Soviética resultó en una mayor regulación y oposición pública a las plantas nucleares. Estos factores, junto con el alto costo de construcción, dieron como resultado que la capacidad instalada global solo aumentara a 390 GW para 2022. Estas plantas suministraron 2586 teravatios hora (TWh) de electricidad en 2019, equivalente a aproximadamente el 10% de la generación de electricidad global, y fueron la segunda fuente de energía baja en carbono más grande después de la hidroelectricidad. A partir de marzo de 2022,hay 439 reactores de fisión civiles en el mundo, 56 en construcción y 96 planificados, con una capacidad combinada de 62 GW y 96 GW, respectivamente. Estados Unidos tiene la flota más grande de reactores nucleares, generando más de 800 TWh de electricidad sin emisiones por año con un factor de capacidad promedio del 92%. La mayoría de los reactores en construcción son reactores de generación III en Asia.

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