Energía Nuclear

Fisión

La fisión nuclear genera cerca del 10% de la electricidad a nivel mundial, energiza navíos alrededor del mundo y ha sido la fuente de energia para misiones espaciales.

La energía liberada por la fisión es un millón de veces mayor que la energía química liberada mediante la combustión, de forma que una cantidad pequeña de combustible nuclear, por lo regular uranio, produce una enorme cantidad de calor. Las más de 400 plantas nucleares de potencia alrededor del mundo producen 400 GW de electricidad, suficiente para dar electricidad a 300 millones de hogares estadounidenses.

Los reactores de fisión en cada una de estas plantas nucleares de potencia generan vapor que hace girar una turbina para generar electricidad, así como lo hacen las plantas de carbón y gas. Descubre cómo funcionan los reactores nucleares presentes y como se pretende que funcionen los reactores nucleares futuros.

Reactores de Agua Presurizada y Reactores de Agua en Ebullición

Los Reactores de Agua Presurizada (PWR, por sus siglas en Inglés) y los Reactores de Agua en Ebullición (BWR, por sus siglas en Inglés) son los tipos de reactores más comunes en el mundo. En ambos, PWRs y BWRs, el uranio ligeramente enriquecido, acomodado en un núcleo del reactor, calienta agua.

En ambos tipos de reactores se usan barras de control y barras movibles absorbedoras de neutrones, las cuales son usadas para controlar la reacción en cadena causada por los neutrones resultantes de átomos que se fisionan; que al liberarse producen más fisiones. Al absorber los neutrones, las barras de control mantienen la reacción en cadena con una velocidad eficiente.

Reactores que No usan Agua Ligera (non-LWRs) y Reactores Avanzados

Los reactores avanzados que se han construido en base a las lecciones aprendidas con los reactores de agua ligera (LWR, por sus siglas en Inglés) y los reactores que no usan agua ligera (non-LWR) ofrecen el potencial de tener formas más eficientes, diversas, seguras y económicas de generar energía limpia en el futuro. Los reactores avanzados basados y no basados en agua están en desarrollo en todo el mundo y se espera un avance significativo hacia su uso generalizado en esta década.

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Reactores Modulares Pequeños (SMRs) y Microreactores

Los Reactores Modulares Pequeños (SMR, por sus siglas en Inglés) y los microreactores han ganado una atención significativa en años recientes. Estos reactores son pequeños en términos de tamaño y de producción de energía, comparados con los reactores actuales en operación, de forma que se puedan construir en una fábrica. Cuando se necesita más producción de energía, más SMRs pueden ser agregados al sitio.

Los SMRs y los microreactores tienen varias ventajas significativas:

• Pueden ser transportados en un semi-trailer o una barcaza al lugar donde se ocupen. El ejército estadounidense está investigando el uso de reactores pequeños para la generación de calor y energía de forma confiable aún en bases remotas.
• Su diseño más simple, comparado con el de los reactores convencionales, significa que requieren de menos componentes, menos mantenimiento y menos trabajadores. Además, están diseñados para ser auto-ajustables y libres de fallas a través de sistemas de seguridad pasivos que previenen la posibilidad de un sobre calentamiento.
• Pueden ser instalados rápidamente. La investigación muestra que los SMRs y los microreactores pueden ser instalados y generar energía después de una semana de llegar al sitio.

Los SMRs y los microreactores pueden ser pequeños, pero pueden utilizar una amplia variedad de tecnologías nucleares y abrir nuevos mercados a un costo menor. La primera certificación de diseño de un SMR en los Estados Unidos fue aprobada el 29 de Julio del 2022. . La primera solicitud de licencia para un microreactor no basado en agua fue entregada en marzo del 2020. Los SMRs y los microreactores están en desarrollo o operación alrededor del mundo, incluyendo los SMRs flotantes en Rusia, los reactores para generar calor en China y una variedad de otros conceptos.

Fusión

El Tokamak y sus sistemas de planta se alojan en su casa de concreto. Un estimado de un millón de partes serán ensambladas sólamente en la máquina.

La fusión nuclear tiene el potencial de brindar grandes cantidades de energía y para ello se han destinado millones de dólares en colaboración científica internacional. La investigación y desarrollo de la fusión aún está pendiente de lograr un punto donde se produzca más potencia de la que es consumida, y numerosas organizaciones públicas y privadas persiguen diferentes formas de tecnología. Trés aproximaciones son: la Fusión por Confinamiento Magnético (MCF, por sus siglas en Inglés), donde imanes comprimen y contienen un plasma de fusión por calor; Fusión por Confinamiento Inercial (ICF,), donde láseres impactan un blanco de combustible para crear las condiciones para la fusión; y la Fusión de Blancos Magnetizados, una combinación de elementos de la MCF y la ICF..

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