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Una central nuclear es una instalación industrial en la que se genera electricidad a partir de la energía térmica producida gracias a reacciones de fisión que moverán los alternadores, que son los encargados de transformar el trabajo mecánico en energía eléctrica.

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1. La fisión del uranio se lleva a cabo en el reactor nuclear, liberando una gran cantidad de energía que calienta el agua de refrigeración que circula a gran presión que se llevará a un intercambiador de calor (generador de vapor), en el que se produce vapor de agua.

2. Este vapor se transporta al conjunto turbina–generador.

3. Una vez ahí, las palas de la turbina giran por la acción del vapor. El eje de la turbina mueve el alternador, que trasforma la energía mecánica en electricidad.

4. Cuando el vapor de agua ha pasado por la turbina, se envía a un condensador donde se enfría y se convierte de nuevo en agua líquida.

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Ciencia nuclear en detalle

Andrea Galindo, Oficina de Información al Público y Comunicación del OIEA

La energía nuclear es una forma de energía que se libera desde el núcleo o parte central de los átomos, que consta de protones y neutrones. Esta fuente de energía puede producirse de dos maneras: mediante fisión (cuando los núcleos de los átomos se dividen en varias partes) o mediante fusión (cuando estos se fusionan).

La fisión nuclear es el método que se utiliza hoy día en todo el mundo para producir electricidad a partir de energía nuclear, mientras que la tecnología para generar electricidad a partir de la fusión se encuentra en fase de I+D. En el presente artículo se examina la fisión nuclear. Si desea saber más sobre fusión nuclear, haga clic aquí.

¿Qué es la fisión nuclear?

La fisión nuclear es una reacción por la que el núcleo de un átomo se divide en dos o más núcleos más pequeños, liberando al mismo tiempo energía.

Por ejemplo, cuando un neutrón golpea el núcleo de un átomo de uranio 235, este se divide en dos núcleos más pequeños, por ejemplo, un núcleo de bario y un núcleo de criptón, y se liberan dos o tres neutrones. Estos neutrones adicionales golpearán otros átomos de uranio 235 colindantes, que también se dividirán y generarán, a su vez, más neutrones en un efecto multiplicador, desatando así una reacción en cadena en una fracción de segundo.

Cada vez que se produce esta reacción se libera energía en forma de calor y radiación. Ese calor puede transformarse en electricidad en una central nuclear, en un proceso similar al que se emplea para generar electricidad a partir del calor de combustibles fósiles como el carbón, el gas y el petróleo.

¿Cómo funciona una central nuclear?

Dentro de las centrales nucleares, los reactores nucleares y su equipo contienen y controlan las reacciones en cadena, por lo general alimentadas por uranio 235, a fin de producir calor mediante fisión. El calor aumenta la temperatura del refrigerante del reactor, que suele ser agua, para producir vapor. Este se encauza para hacer girar las turbinas, que activan un generador eléctrico con el que se produce electricidad con bajas emisiones de carbono.
Pueden consultarse más detalles sobre los distintos tipos de reactores nucleares de potencia en esta página.

Extracción, enriquecimiento y disposición final del uranio

El uranio es un metal que se encuentra en rocas de todo el mundo. Tiene varios isótopos de origen natural, es decir, formas de un elemento distintas en términos de masa y propiedades físicas, pero con las mismas propiedades químicas. Sus isótopos primordiales son el uranio 238 y el uranio 235. La mayor parte del uranio que hay en el mundo es uranio 238, que no puede producir una reacción de fisión en cadena, mientras que el uranio 235 sí se puede utilizar para producir energía de fisión, pero representa menos del 1 % del uranio mundial.

A fin de que el uranio natural tenga más probabilidades de fisionarse, es necesario incrementar la cantidad de uranio 235 en una determinada muestra, mediante un proceso denominado enriquecimiento de uranio. Una vez enriquecido, el uranio puede utilizarse eficazmente como combustible nuclear en una central durante un período de entre 3 y 5 años, tras lo cual sigue siendo radiactivo y ha de procederse a su disposición final de acuerdo con unas directrices estrictas a fin de proteger a las personas y el medio ambiente. Asimismo, el combustible usado, que también recibe el nombre de combustible gastado, puede reciclarse para dar lugar a otros tipos de combustible y utilizarse como combustible nuevo en centrales nucleares especiales.

¿Qué es el ciclo del combustible nuclear?

Desechos nucleares

La explotación de centrales nucleares produce desechos de diverso grado de radiactividad, que se gestionan de manera diferente según su nivel de radiactividad y su propósito. En esta animación encontrará más información sobre el tema.

Gestión de desechos radiactivos

La próxima generación de centrales nucleares, también llamadas reactores avanzados innovadores, generará muchos menos desechos nucleares que los reactores actuales. Se prevé que estas centrales podrían estar construyéndose para 2030.

Energía nucleoeléctrica y cambio climático

La energía nucleoeléctrica es una fuente de energía de bajas emisiones de carbono, ya que, a diferencia de las centrales de carbón, petróleo o gas, las centrales nucleares no producen prácticamente CO ₂ durante su funcionamiento. Los reactores nucleares generan cerca de una tercera parte del total mundial de electricidad sin emisiones de carbono y son cruciales para lograr los objetivos relacionados con el cambio climático.
Si desea saber más sobre la energía nucleoeléctrica y la transición a una energía limpia, lea este número del Boletín del OIEA.

¿Qué papel desempeña el OIEA?

El OIEA establece y promueve normas internacionales y orientaciones respecto del uso tecnológica y físicamente seguro de la energía nuclear para proteger a las personas y el medio ambiente.

El OIEA presta apoyo a los programas nucleares existentes y nuevos de todo el mundo proporcionando apoyo técnico y promoviendo la gestión del conocimiento. Mediante el enfoque de los hitos, el OIEA facilita conocimientos técnicos especializados y orientaciones, tanto a aquellos países que quieren desarrollar un programa de energía nucleoeléctrica como a los que están clausurándolo.

A través de sus actividades de salvaguardias y verificación, el OIEA vigila que los materiales y tecnologías nucleares no se desvíen de los usos pacíficos.

Las misiones de examen y los servicios de asesoramiento dirigidos por el OIEA ofrecen orientaciones sobre las actividades que deben llevarse a cabo durante el ciclo de vida de producción de energía nuclear: desde la extracción de uranio hasta la construcción, el mantenimiento y la clausura de centrales nucleares y la gestión de los desechos nucleares.

El OIEA gestiona una reserva de uranio poco enriquecido (UPE) en Kazajstán, a la que pueden acudir como último recurso los países que necesiten urgentemente UPE con fines pacíficos.

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¿Qué es la energía nuclear? La ciencia de la energía nucleoeléctrica

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La energía nuclear es una forma de energía que se libera desde el núcleo o parte central de los átomos, que consta de protones y neutrones.

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Presionador: controla la presión del circuito de refrigeración.

Vasija del reactor: vasija donde se aloja el reactor nuclear y donde se produce la fisión en cadena.

Combustible: material del que se da lugar la reacción de fisión, normalmente suele ser uranio enriquecido.

Generador de vapor: transforma el agua en vapor

Edificio de contención: sirve para impedir la liberación de contaminantes nucleares al exterior.

Turbina: llega el vapor y se convierte en energía mecánica.

Alternador: transforma la energía mecánica en eléctrica.

Transformador: eleva la tensión eléctrica para su transporte.

Agua de refrigeración: refrigera todo el reactor.

Torre de refrigeración: se utiliza para enfriar el agua del conducto de refrigeración.

Condensador: licúa el agua haciendo que pase a fase líquida y aumentando el rendimiento de la turbina.

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No genera gases de efecto invernadero.

Coste de funcionamiento bajo.

Alta eficiencia.

Establecimiento estable de electricidad.

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Produce residuos radioactivos.

Materia prima escasa (uranio).

Construcción lenta y cara.

Riesgo de accidente nuclear.

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https://dkv.es/corporativo/blog-360/medioambiente/cambio-climatico/central-nuclear

https://www.iaea.org/es/newscenter/news/que-es-la-energia-nuclear-la-ciencia-de-la-energia-nucleoelectrica

https://www.endesa.com/es/la-cara-e/centrales-electricas/energia-nuclear

https://www.fundacionendesa.org/es/educacion/endesa-educa/recursos/centrales-electricas-convencionales/que-es-la-radioactividad

https://www.foronuclear.org/

https://es.wikipedia.org/wiki/Central_nuclear

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Preguntar directamente a los oradores, gracias por su atención.