Ingeniería Nuclear

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Ciencias aplicadas

Ingeniería nuclear es la rama de la ingeniería que se ocupa de la aplicación de la descomposición de núcleos atómicos (fisión) o de la combinación de núcleos atómicos (fusión), o de la aplicación de otros procesos subatómicos basados en los principios de la física nuclear. En el subcampo de la fisión nuclear, incluye particularmente el diseño, la interacción y el mantenimiento de sistemas y componentes como reactores, centrales eléctricas o armamento. El campo también incluye el estudio de las aplicaciones médicas y de otro tipo de la radiación, en particular, la radiación ionizante, la seguridad nuclear, el transporte de calor/termodinámica, el combustible nuclear u otra tecnología relacionada (p. ej., eliminación de desechos radiactivos) y los problemas de la proliferación nuclear. Este campo también incluye la ingeniería química y la ingeniería eléctrica.

Áreas profesionales

Actualmente, Estados Unidos genera alrededor del 20 % de su electricidad a partir de plantas de energía nuclear. Los ingenieros nucleares en este campo generalmente trabajan, directa o indirectamente, en la industria de la energía nuclear o para laboratorios nacionales. La investigación actual en la industria está dirigida a producir diseños de reactores económicos y resistentes a la proliferación con características de seguridad pasiva. Algunos laboratorios gubernamentales (nacionales) brindan investigación en las mismas áreas que la industria privada y en otras áreas, como combustibles nucleares y ciclos de combustible nuclear, diseños de reactores avanzados y diseño y mantenimiento de armas nucleares. Una tubería/fuente principal de personal capacitado (tanto militar como civil) para las instalaciones de reactores de EE. UU. es el Programa de Energía Nuclear de la Armada de EE. UU., incluida su Escuela de Energía Nuclear en Carolina del Sur. Se prevé que el empleo en ingeniería nuclear crezca alrededor del nueve por ciento en el año 2022, según sea necesario para reemplazar a los ingenieros nucleares que se jubilan, brindar mantenimiento y actualización de los sistemas de seguridad en las centrales eléctricas y avanzar en las aplicaciones de la medicina nuclear.

Planta nuclear
B-61 arma termonuclear

Medicina nuclear y física médica

La física médica es un campo importante de la medicina nuclear; sus subcampos incluyen medicina nuclear, radioterapia, física de la salud y diagnóstico por imágenes. Los equipos altamente especializados y de funcionamiento intrincado, que incluyen máquinas de rayos X, escáneres MRI y PET y muchos otros dispositivos, brindan la mayor parte de la capacidad de diagnóstico de la medicina moderna, además de revelar opciones sutiles de tratamiento.

Imagen X-Ray de un cráneo masculino
Imágen de resonancia magnética (RM) de una cabeza humana
PET escaneado con un escáner ECAT Exact HR+PET

Materiales nucleares

La investigación de materiales nucleares se centra en dos áreas temáticas principales, los combustibles nucleares y la modificación de materiales nucleares inducida por irradiación. La mejora de los combustibles nucleares es crucial para obtener una mayor eficiencia de los reactores nucleares. Los estudios de los efectos de la irradiación tienen muchos propósitos, incluido el estudio de cambios estructurales en los componentes del reactor y el estudio de la nanomodificación de metales utilizando haces de iones o aceleradores de partículas.

mineral de uranio, principal materia prima de combustible nuclear
Pellets de combustible nuclear
Un rayo de iones enfocado

Protección y medición radiológica

La medición de la radiación es fundamental para la ciencia y la práctica de la protección radiológica, a veces conocida como protección radiológica, que es la protección de las personas y el medio ambiente de los efectos nocivos de la radiación descontrolada.

Los ingenieros nucleares y los científicos radiólogos están interesados en desarrollar sistemas de medición y detección de radiación ionizante más avanzados y utilizar estos avances para mejorar las tecnologías de imagen; estas áreas incluyen diseño, fabricación y análisis de detectores, mediciones de parámetros atómicos y nucleares fundamentales y sistemas de imágenes de radiación, entre otros.