La difusión de la serie basada en el libro "Voces de Chernobyl”, escrito por la periodista bielorrusa Svetlana Aleksiévich, Premio Nobel 2015, ha despertado el interés por conocer la forma en que se obtiene energía eléctrica mediante las reacciones nucleares.
La energía nuclear es la contenida en el núcleo de un átomo. Un átomo es la unidad constituyente más pequeña de la materia, que tiene las propiedades de un elemento químico. Está compuesto por un núcleo y electrones ligados al núcleo. En el núcleo hay protones y un número similar de neutrones que se mantienen unidos mediante enlaces muy fuertes que al romperse generan gran cantidad de energía. Los neutrones pueden variar en un mismo elemento, dando lugar a los isótopos. Así el uranio existe como U233, U235, U238, según varíen los neutrones de su núcleo. Los átomos que contienen gran cantidad de neutrones y protones, son inestables porque la fuerza nuclear está al límite tratando de mantener esa unión. En 1930 se descubrió que bastaba el impacto de un neutrón para que el núcleo se rompa y al proceso se lo denominó fisión nuclear.
En 1938 Otto Hahn descubrió la increíble cantidad de energía que se podía liberar fisionando un átomo de yranio y abrió el camino para conseguir, potencialmente, una fuente ilimitada de electricidad y también para construir la bomba atómica. Al bombardear con neutrones, átomos de alto peso atómico, como el uranio, se consigue fisionarlo en dos átomos más pequeños, neutrones y energía calórica. Ese calor desprendido acelera los neutrones que pueden chocar con otros átomos, fisionarlos y así sucesivamente produciendo una reacción en cadena. Si la energía liberada no se controla, se produce instantáneamente una tremenda y violenta explosión nuclear. Esa es la base de la bomba atómica. Cuando la reacción se controla, la energía liberada lentamente es la base para producir electricidad, tal como ocurre en las centrales nucleares. El componente principal es el reactor nuclear, que aloja el combustible nuclear o material fisionable, siendo el más usado el uranio, ya sea natural o sometido a un tratamiento que lo convierte en un isótopo más inestable y fisionable llamado uranio enriquecido. La gran cantidad de energía térmica liberada en la reacción nuclear de fisión, lleva agua a ebullición y sus vapores a alta presión y temperatura hacen girar una turbina conectada a un generador que transforma la energía mecánica del giro de la turbina, en energía eléctrica lista para su uso. Cuenta además con sistemas que inician, mantienen o detienen de modo controlado las reacciones nucleares de fisión. Para que la reacción no desemboque en explosión sólo un neutrón de los 2 ó 3 liberados por cada átomo, debe chocar con otro átomo y así sucesivamente. El exceso de neutrones se absorbe con barras introducidas dentro del reactor, hechas de elementos químicos que son buenos absorbentes de neutrones como el boro. Además, al producirse la fisión, los neutrones salen despedidos a tal velocidad que se hace necesario desacelerarlos o moderarlos, mediante la refrigeración con agua común, agua pesada (en vez de hidrógeno contiene deuterio) o grafito según el material fisionable. La ruptura de los átomos de uranio produce también, unos 200 productos de fisión estables y radiactivos de más de 34 elementos distintos como el cesio 137, estroncio 90, iodo 131, muchos usados en medicina. Tanto el reactor como los sistemas auxiliares deben estar rodeados por un blindaje de hormigón que intercepte radiaciones en caso de accidente, llamado edificio de contención.
Por María Antonia Sansó Santos
Licenciada en Bioquímica