La energía nuclear se obtiene mediante los procesos de fisión y fusión nuclear. La fisión consiste en dividir átomos pesados para generar energía y es el método utilizado actualmente en centrales nucleares, mientras que la fusión une átomos ligeros y es el proceso que ocurre en el Sol. Las centrales nucleares usan barras de uranio enriquecido como combustible en un reactor controlado para generar vapor que mueve turbinas y produce electricidad de forma rentable, pero generan residuos radiactivos de alta y media/baja actividad

1. Energía nuclear
La energía nuclear es la energía que se libera al dividir
el núcleo de un átomo, mediante el proceso de fisión, o
al unir dos átomos, mediante el proceso de fusión. Estos
dos procesos son los que se explican a continuación.

2. Fusión.
La fusión nuclear es el proceso por el cual varios átomos
ligeros de carga similar se unen y forman un núcleo más
pesado.La fusión de dos núcleos de menor masa que el hierro
libera energía pero por el contrario, la fusión de núcleos más
pesados que el hierro absorbe energía. La fusión nuclear genera muchísima más
energía que la fisión, pero no se emplea aún ya que se invierte más en el proceso
para que se produzca que la que se obtiene.

3. Fusión en las estrellas
La fusión es un proceso natural en las estrellas, ya que se produce gracias a la
altísima temperatura.
Las estrellas están compuestas principalmente por Hidrógeno y Helio. El hidrógeno,
que se repele entre sí cuando intentas unirlo fusionarlo a otro átomo de hidrógeno,
gracias a las altas temperaturas choca violentamente entre sí, fusionándose y dando
lugar a Helio, que no es fusionable. Como resultado se liberan grandes cantidades de
energía (mucha más que en la fisión) que se desprende en forma de luz y calor.
La primera reacción de fusión artificial, tuvo origen en la investigación militar, fue
una bomba de hidrógeno.

4. Bomba atómica
Una bomba atómica es un dispositivo explosivo que obtiene una gran cantidad de energía con
reacciones nucleares en cadena descontroladas. Se encuentra entre las denominadas armas de
destrucción masiva y su explosión produce una distintiva nube en forma de hongo. Existen varios
tipos de bombas nucleares: las bombas de plutonio, las bombas de hidrógeno o bombas H y las
bombas de neutrones o bombas de neutrones o bombas N.
La bomba atómica fue desarrollada por los Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial
como parte del proyecto Manhattan y fueron utilizadas contra los japoneses en Hiroshima y Nagasaki
en 1945. Estados Unidos ha sido el único país en la historia que ha utilizado estas bombas en
combate.
Nube de hongo de la
bomba de Hiroshima a
18 km del lugar de la
explosión

5. Fisión.
Es el utilizado actualmente en las centrales
nucleares. Consiste en dividir o “romper” un
átomo pesado con el fin de obtener energía.
De la división de este átomo pesado se
obtiene dos átomos ligeros y dos o tres
neutrones. La masa de este producto es
ligeramente menor que la del átomo inicial,
la que “falta” se ha convertido en energía
según la famosa ecuación de Einstein
E=mc2.

6. FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL NUCLEAR:
En las centrales nucleares se realiza el proceso de
fisión de forma moderada. Para controlar este proceso se utilizan barras de Carburo de Boro, que absorben neutrones e impiden una reacción en cadena
explosiva.
Como combustible se utilizan barras de uranio enriquecido al 4% con Uranio-235. Para romper un
átomo se emplea un neutrón que se lanza contra el
átomo que se quiere romper. Al chocar el neutrón, el
átomo de Uranio-235 se convierte en Uranio-236 y como este es muy inestable, se
divide en dos átomos ligeros, desprendiendo 2 o 3 neutrones. Estos 3 neutrones,
vuelven a chocar, liberando otros 9 neutrones, energía y dos átomos ligeros más,
generándose de esta forma una reacción en cadena.

7. Las barras con el U-235 se introducen en el reactor, y comienza un
proceso de fisión. En el proceso, se desprende calor, que calienta
agua convirtiéndola en vapor, que pasa por unas turbinas
haciéndolas girar. Estas a su vez hacen girar un generador
eléctrico, produciendo electricidad. El agua caliente pasa entonces
al condensador, donde se produce un intercambio de calor entre
esta y otra fuente de agua fría que permite que el vapor vuelva al
estado líquido y sea reutilizable. Parte de la energía se pierde en
forma de calor, pero aún así, debido a la gran cantidad de energía
que se genera, es un proceso muy rentable.
El reactor se refrigera con agua fría para que no se caliente
demasiado y funda las protecciones, incluso cuando está parado,
ya que se mantiene caliente debido a la radioactividad.
El siguiente esquema muestra el funcionamiento de una central
nuclear:
http://recursos.educarex.es/escuela2.
0/Humanidades/Geografia/Laboratorios_Virtuales_de_Geografia/Funcionamiento_de
_una_central_nuclear/

8. Residuos nucleares.
Hay diferentes tipos de residuos nucleares:
- Residuos de alta actividad.
- Residuos de media o baja actividad.

9. Residuos de alta actividad.
Son los que emiten altas dosis de radiación. Están formados,
fundamentalmente, por los restos que quedan de las varillas del uranio que se
usa como combustible en las centrales nucleares y otras sustancias que están
en el reactor y por residuos de la fabricación de armas atómicas. También
algunas sustancias que quedan en el proceso minero de purificación del uranio
son incluidas en este grupo. El almacenamiento de este tipo de residuos debe
ser garantizado por decenas de miles de años hasta que la radiactividad baje
lo suficiente como para que dejen de ser peligrosos.

10. Residuos de media o baja actividad.
Emiten cantidades pequeñas de radiación. Están formados por herramientas,
ropas, piezas de repuesto, lodos, etc. de las centrales nucleares y de la
Universidad, hospitales, organismos de investigación, industrias, etc.
Un equipo de físicos de la Universidad de Texas ha diseñado un nuevo
sistema que utilizará la fusión nuclear para eliminar la mayor parte de los
residuos radiactivos que se producen en las centrales nucleares de fisión pero
todavía no puede utilizarse.