¿Qué se produce en un reactor nuclear?

El Corazón de la Energía Nuclear: ¿Qué Ocurre Dentro de un Reactor?

La energía nuclear, a pesar de sus controversias, sigue siendo una fuente significativa de electricidad a nivel mundial. Pero, ¿qué sucede realmente en el corazón de esta tecnología, dentro de un reactor nuclear? La respuesta radica en un proceso fascinante y cuidadosamente controlado: la fisión nuclear.

A diferencia de la fusión, que combina átomos, la fisión nuclear consiste en la división de un átomo pesado, generalmente uranio-235 o plutonio-239. Este proceso se inicia al bombardear los núcleos de estos átomos con neutrones. Cuando un neutrón golpea el núcleo de uranio-235, éste se vuelve inestable y se fisiona, dividiéndose en dos átomos más pequeños (productos de fisión), liberando simultáneamente una gran cantidad de energía en forma de calor y, crucialmente, más neutrones.

Aquí reside la clave: estos neutrones liberados pueden a su vez golpear otros núcleos de uranio-235, provocando nuevas fisiones. Este es el principio de la reacción en cadena. Sin embargo, la magnitud de esta reacción debe ser controlada meticulosamente para evitar una reacción incontrolada, similar a la de una bomba atómica.

Es aquí donde la ingeniería del reactor nuclear cobra una importancia vital. El reactor contiene elementos de combustible (barras de uranio enriquecido), moderadores (como agua pesada o grafito) que ralentizan los neutrones para aumentar la probabilidad de fisión, y barras de control (usualmente de cadmio o boro) que absorben neutrones, regulando la velocidad de la reacción en cadena. Estos elementos trabajan en conjunto para mantener la reacción nuclear a un nivel seguro y estable, generando una cantidad constante de calor.

Este calor generado no se utiliza directamente para producir electricidad. En cambio, se utiliza para calentar un fluido refrigerante (agua, gas o metales líquidos), que a su vez transfiere el calor a un circuito secundario. Este circuito secundario contiene agua que se convierte en vapor a alta presión gracias al calor transferido. Este vapor de alta presión impulsa turbinas, que giran generadores para producir electricidad, un proceso similar al de las centrales termoeléctricas convencionales, pero alimentado por la energía liberada por la fisión nuclear.

En resumen, un reactor nuclear es un complejo sistema de ingeniería diseñado para controlar cuidadosamente la fisión nuclear, convirtiendo la energía liberada en calor y, posteriormente, en electricidad. La seguridad y la eficiencia del proceso dependen de un delicado equilibrio entre la liberación de neutrones, su moderación y su absorción, todo ello monitoreado y controlado con precisión para asegurar un funcionamiento seguro y sostenible. La comprensión de este proceso es fundamental para evaluar tanto el potencial como los riesgos de la energía nuclear.