Los reactores nucleares en los Estados Unidos usan agua
ordinaria como moderador, dentro de un "recipiente presurizado" hecho
de acero grueso, con elementos de combustible como varillas
y elementos de control acomodados a través de aperturas en su tapa.
Para comenzar la reacción en cadena:
Este es el proceso básico--los detalles son muchos, mucho más complicados.
¿Es esta la energía del futuro? Hasta el momento de
escribir estas líneas (1999) Francia obtiene el 75% de su electricidad
de la energía nuclear, y muchos países industriales, limitados de
carbón y petróleo, también obtienen una fracción apreciable de su
electricidad de esta manera -por ejemplo, 1/3 de la energía utilizada
en Japón y España.
En los Estados Unidos,
después de un inicio entusiasta, el uso de energía nuclear se ha
estabilizado en un 20% de la energía generada, debido principalmente a
la oposición pública a la energía nuclear.
Los Estados
Unidos, sin embargo, son afortunados en tener grandes reservas de
carbón; su creciente consumo de energía es abastecido principalmente por
esos combustibles. Ambientalmente, la opción es entre dos alternativas:
No es fácil escoger, y
si rechazamos ambas opciones, podemos esperar costos más elevados
y menos disponibilidad de energía.
Desperdicio Nuclear
El problema con la energía de fisión
es que los "fragmentos de fisión" del desprendimiento del uranio o
plutonio son muy "calientes," extremadamente radiactivos. Esto crea
dos problemas muy serios:
- El problema de almacenamiento de desperdicios, debido a la larga "vida" de estas substancias, el tiempo durante el cual su radioactividad persiste.
La energía nuclear contiene una amplia gama de
substancias. Algunas tienen una vida corta: su radiactividad es
intensa, pero se "quema" después de horas, días, semanas o meses (su
peligro es diferente -vea abajo en el artículo). Sin embargo, algunas
substancias de desperdicio se mantienen "calientes" (radiactivas) por
décadas y siglos, y su radiactividad es aún tan intensa que ellos
necesitan ser mantenidos lejos del contacto humano por miles de años,
probablemente muchos miles. Por lo menos al inicio, los desperdicios
nucleares también necesitan ser enfriados, porque su radiactividad aún
genera calor.
Se ha propuesto encapsular
los desperdicios nucleares en recipientes vítreos y aislarlos en cavernas
subterráneas, pero temores persisten--ninguna actividad humana en la
historia ha requerido tanto empeño sin lugar a fallas a largo plazo (esto
también se aplica para los químicos tóxicos, si se entierran en lugar de
destruirse). Por suerte, la cantidad de desperdicios nucleares es
relativamente pequeña. Como productos de desperdicio del combustible
nuclear, ellos tienen aproximadamente el mismo peso que el combustible
mismo, del cual unas pocas toneladas pueden abastecer a una ciudad con
electricidad durante años.
Aún así, deben ser
manipulados a control remoto, y no debe existir la posibilidad
de contaminar el agua subterránea.
- La posibilidad de fundición del reactor.
En la operación regular de una planta de energía nuclear, las
varillas de combustible acumulan una cantidad apreciable de fragmentos
de fisión. En un programa de rotación, cada varillas es remplazada por una
nueva y su desperdicio radiactivo es removido y almacenado; pero en
cualquier momento, las varillas contienen suficiente cantidad de desperdicio
como para generar mucho calor -suficiente de hecho, para fundir la
varilla misma, si por alguna razón el flujo de vapor (o agua caliente),
que remueve su calor, fallara.
Suponga
que algo fallara con el mecanismo de enfriamiento. Automáticamente, por
supuesto, las varillas de control son bajadas y cualquier reacción en
cadena se detiene inmediatamente. Pero el desperdicio radiactivo en el
centro del reactor continúa generando calor, de manera que aún así se
debe proveer enfriamiento durante algunas horas, si no días. El 28 de Marzo de 1979, en la planta de energía nuclear de Three Mile Island,
en las afueras de Harrisburg, Pennsylvania, un falla menor llevó a una
serie de errores, apagando durante un rato ambos sistemas de
enfriamiento de agua, el principal y el de emergencia.
El calor residual de
los desperdicios nucleares fundió parte del centro del reactor y creó
(mediante reacción química) hidrógeno libre, el cual complicó aún más
la situación. La cubierta del reactor no fue perforada, y la segunda línea de defensa, "el edificio de contención" de concreto pesado, dentro del cual estaba contenido el reactor, permaneció intacto. El reactor de 1000 millones de dólares sufrió una pérdida
total, pero el peor daño fue probablemente en la confianza del público
respecto a la seguridad de la energía nuclear.
El reactor nuclear en Chernobyl,
cerca de Kiev, capital de Ucrania (Ukraina), tenía un diseño diferente. Como el
reactor original de Fermi, este usaba una pila de carbón (grafito) para
desacelerar los neutrones, con tubos dentro portando las varillas de
combustible, varillas de control y agua de enfriamiento. Era un gran
reactor, y no estaba encapsulado en un edificio de contención.
El 25 de Abril de 1986,
un experimento de ingeniería poco prudente, a baja potencia, condujo a la pérdida
del control. El nivel de energía incrementó repentinamente, la
cubierta del reactor explotó, y el vapor caliente y grafito (así como
el combustible circonio metálico usado en las varillas de combustible)
reaccionaron con el vapor caliente y con el oxígeno de la atmósfera
para producir un fuego intenso, cuya nube se elevó a grandes alturas y
esparció restos radiactivos sobre una área muy amplia. De los muchos
bomberos llamados a extinguir el fuego, muchos murieron posteriormente
debido a la radiación. Pueblos y villas cerca de Chernobyl tuvieron que
ser evacuados (en 1999 continuaban vacios) y los productos
agrícolas de gran parte de Europa estaban contaminados. Los restos
del reactor fueron luego encapsulados en una gruesa cubierta de
concreto, enterrando el desperdicio radiactivo que quedó dentro de ella.
Desde estos accidentes,
la generación de energía nuclear en los Estados Unidos ha procedido sin
ningún contratiempo mayor. Sin embargo, el desperdicio nuclear se
mantiene aún en almacenes temporales, mientras que la política nacional
para su tratamiento y retiro continúa debatiéndose. El otro reactor en
"Three Mile Island" (y aún los de Chernobyl) han sido reiniciados para
proveer energía de nuevo.
Tal y como el ejemplo de
Francia sugiere, la energía nuclear puede ser la principal fuente de
energía de una nación industrial, pero es necesario tener un alto nivel de
competencia profesional y características de seguridad diseñadas cuidadosamente. Al mismo tiempo, los accidentes en Three Mile Island y
Chernobyl son un recordatorio de que esta fuente de energía acarrea riesgos
únicos en su clase.
Exploración adicional.
Si usted tiene el tiempo y la motivación, un enorme número de fuentes
pueden darle información más detallada acerca de los temas expuestos
aquí, ambos, en medio impreso y en la red. Hay, por ejemplo,"El Turista Nuclear Virtual", un repaso muy detallado de la industria de la energía nuclear.
Veinticinco Años Depués del Accidente en Three Mile
Island, J. Samuel Walker, un historiador de la Comisión Reguladora
Nuclear, publicó "Three Mile Island: A Nuclear Crisis in Historical Perspective, ("Three Mile Island: Una Crisis Nuclear Con Perspectiva Histórica"),
315 págs. $24.94, U. California Press, Berkeley, 2004. Un resumen aparece
en "Science", vol. 305, p. 181, 9 de Julio de 2004.
Otra fuente de información (también cubriendo armas nucleares) es el libro "Megawatts and Megatons: A Turning Point in the Nuclear Age?"
(Megawatts y Megatones: ¿Un Punto de Cambio en la Era Nuclear?), por
Richard L. Garwin y Georges Charpak, 431pp. $30, Knopf, New York,
2001.
Un resumen más corto, de 4 páginas, relativo a la energía nuclear (comparable con este sitio de la red) es "Nuclear Fission: Atoms Unleashed", (Fisión Nuclear: átomos desencadenados), la sección principal ("Dentro de la Ciencia #157") entre págs. 28-29 en, New Scientist, 18 de Enero de 2003.
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