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Mié, Ago

¿Sabías que la energía solar –en su origen- es nuclear?

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fenomenos nucleares

Hay dos tipos de reacciones nucleares: La fisión, o división de núcleos pesados (como el uranio) y la fusión, en que se combinan núcleos ultralivianos formando otros más pesados. Este es el caso del Sol, donde los núcleos de hidrógeno forman núcleos de helio.

Por lo tanto, lo que llamamos “energía solar” es la porción de radiación electromagnética, emitida por el Sol, que recibimos en nuestro planeta.

En el Sol, durante un segundo, cerca de 600 millones de toneladas de hidrógeno [H] se fusionan en helio [He].

Desde el descubrimiento del fuego, la generación de energía ha sido una preocupación permanente del Ser Humano. A medida que la población crece y la tecnología se desarrolla, las necesidades cambian y las complejidades aumentan. En este contexto, durante el siglo XX destacados científicos, desde Marie Curie hasta Albert Einstein, trabajaron en el desarrollo y teorización de la energía nuclear. Sin embargo, sus primeros usos no respondieron precisamente a necesidades de desarrollo, sino bélicas.

Luego de varios ensayos, en 1945 se producen los ataques a Hiroshima y Nagasaki, en el contexto de la Segunda Guerra Mundial. Ambas fueron bombas de fisión, de uranio y de plutonio respectivamente. La bomba de fusión o bomba H, se fabricó en 1952, después de perfeccionar la de fisión, necesaria para iniciar la fusión de los átomos de hidrógeno. La primera bomba H se probó en noviembre de 1952, en un atolón de las Islas Marshall llamado Eniwetok.

FISIÓN

Las reacciones más comunes son las del Uranio-235 y la del Plutonio-239. Los núcleos de estos materiales se desintegran espontáneamente (decaimiento radiactivo), emitiendo neutrones. Cuando estos núcleos reciben el impacto de un neutrón, decaen en otros núcleos mucho más livianos, emitiendo dos o tres neutrones. Si estos dos o tres neutrones libres impactan en otros núcleos del mismo tipo, los hacen decaer generando un número mayor de neutrones. En cada decaimiento se libera una cantidad de energía. Si este proceso se repite varias veces, se inicia una reacción en cadena que libera energía en forma de calor y radiación. Un pedazo de U-235 del tamaño de una pelota de golf es capaz de generar tanta energía como veinte vagones de carbón. El calor producido en un reactor se puede usar para calentar agua, cuyo vapor sirve para mover turbinas y generar electricidad. Los mayores inconvenientes de la generación de electricidad usando energía nuclear son los desechos radiactivos y el peligro de emisiones radiactivas producidas accidentalmente.

FUSIÓN

Unos 600 millones de toneladas de hidrógeno [H] se fusionan en helio [He] por segundo en el Sol. Intentos por desarrollar la fusión ha habido desde mediados del siglo XX, cuando en la URSS se diseñó el Tokamak, un artefacto con forma de toro (figura geométrica similar a un neumático) en cuyo interior se confinan los núcleos de H y He mediante campos magnéticos.

Las partículas alcanzan velocidades próximas a la de la luz, y temperaturas de entre 1,5 y 200 millones de grados C°. El proceso emplea deuterio (H-2) y tritio (H-3), isótopos de H, que, al fusionarse, forman un núcleo de He y un neutrón libre, generando mucha energía.

El proceso sólo se ha conseguido mantener por algunos segundos y el récord mundial lo tiene el reactor JET (Reino Unido), que en 1997, logró generar 4 MW durante 4 segundos. Actualmente se prepara el terreno para la construcción del Tokamak más avanzado en Cadarache, Francia, gracias al proyecto ITER, un acuerdo entre Unión Europea, EE.UU., Japón, China, Corea del Sur, India y Rusia. En octubre de 2007 comienza su instalación y podría entregar energía libre de CO2 a partir de 2040.