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Qué sabemos acerca de la energía nuclear?

• Borys Ledoshchuk,
• Profesor, MD, PhD, Kiev, Ucrania,
• Supercourse, International Editorial Board

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Energía nuclear, poder nuclear, plantas y bombas,
medicina nuclear y protección nuclear
Referencia Wikipedia
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Energía nuclear - Historia
En 1898, el físico francés Pierre Curie  y su
esposa polaca Maria Sklodowska-Curie habían
descubierto presente en un mineral, uranio, una
sustancia la cual emitía una gran cantidad de
radioactividad, la cual fue llamada radio.
Pierre Curie
Marie Curie, Sklodowska
Referencia Wikipedia
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Energía nuclear - Historia
En 1917  a Ernest Rutherford, el padre de la
física nuclear, se le acredita la división del
átomo. En 1932 John Cockcroft y Ernest Walton,
intentaron dividir el núcleo atómico por medios
enteramente artificiales, usando un acelerador de
partículas para bombardear litio con protones, y
produciendo dos núcleos de helio.
 Ernest Rutherford
Referencia Wikipedia
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Energía nuclear - Historia
En 1932 James Chadwick descubrió el
neutrón.  En 1934 la fisión nuclear fue
primero, experimentalmente alcanzada por Enrico
Fermi en Roma, cuando su equipo bombardeó uranio
con neutrones.  En 1938, químicos alemanes
Otto Hahn y Fritz Strassmann, junto con los
físicos austriacos Lise Meitner y el sobrino de
Meitner, Otto Robert Frisch, condujeron
experimentos con los productos del uranio
bombardeado con neutrones.
Referencia Wikipedia
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• Dos tipos básicos de radiación
• - Radiación de partículas
• Partículas alfa
• Partículas beta
• Radiación electromagnética
• Ondas de radio
• Microondas
• Luz ultravioleta
• Radiación gamma
• Radiación X

?
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Partículas alfa
Partículas alfa (símbolo a ) son un tipo de
radiación ionizante eyectada de algunos átomos
inestables. Son grandes fragmentos subatómicos
consistentes de dos protones y dos neutrones.
Emisor alfa Número atómico
americio-241 95
plutonio-236 94
uranio-238 92
torio-232 90
radio-226 88
radón-222 86
polonio-210 84
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Partículas beta

• Hay muchos emisores beta
• tritio
• cobalto-60
• estroncio-90
• tecnecio-99
• yodo-129
• yodo-131
• cesio-137

Partículas beta son partículas subatómicas
liberadas del núcleo de algunos átomos
radioactivos. Son equivalentes a los electrones.
La diferencia es que las partículas beta se
originan en el núcleo y los electrones fuera de
él.
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Rayos gamma
Un rayo gamma es un paquete de energía
electromagnética un fotón. Fotones gamma son
los fotones más energéticos del espectro
electromagnético. Rayos gamma (fotones gamma) son
emitidos del núcleo de átomos inestables
(radioactivos).

• Radionúclidos emisores de radiación gamma son las
  fuentes de radiación más utilizados. Los tres
  radionúclidos más útiles son
• cobalto-60, 
• cesio-137,
• tecnecio-99 m.

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Fuentes de alta radiación
Dosis anual (mrem/año)
Dosis anual (mrem/año)
Fuentes naturales
Fuentes hechas por el hombre
Médico (diagnóstico por rayos X)
Rayos cósmicos (radiación del sol y del espacio
exterior)
Materiales de construc- ción
Bombas atómicas
El cuerpo humano
Producción de energía nuclear
La tierra
Productos, televisores a color
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Energía nuclear- Historia
En los Estados Unidos - el primer reactor por el
hombre, conocido como Chicago Pile-1, que alcanzó
el púnto crítico el 2 de diciembre de 1942. Este
trabajo se convirtió en parte del Proyecto
Manhattan, que construyó grandes reactores de en
el sitio Hanford para generar plutonio para su
uso en las primeras armas nucleares, que fueron
utilizados en las ciudades de Hiroshima y
Nagasaki.
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Bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki
Foto tomada a nivel de tierra de la bomba de
Nagasaki
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Energía nuclear
La electricidad se genera por primera vez por un
reactor nuclear el 20 de diciembre de 1951, en el
EBR-I, cerca de la estación experimental de Arco,
Idaho, que inicialmente produjo cerca de 100 kW
(el reactor de Arco fue también el primero en
experimentar fusión parcial, en 1955 ).
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Energía nuclear
La primera planta de energía nuclear en Rusia y
la primera en el mundo en producir electricidad,
fue el reactor Obninsk 5MWe, en 1954.
Panel de control de la planta nuclear
Obninsk. Foto Ilya Varlamov
Reactor AM-1 fue cerrado 2002.  Foto Alexander
Belenky / BFM.ru
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Plantas de energía nuclear
En 2009, 15 de la electricidad en el mundo se
produjo en plantas nucleares, a pesar de la
preocupación acerca de la seguridad y manejo de
desechos radioactivos. Se han construido más de
150 buques que usan propulsión nuclear.
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Plantas de energía nuclear
Muchos países permanecen activos en el desarrollo
de plantas nucleares, incluyendo China, India,
Japón y Pakistán. Todos desarrollando de forma
activa y rápido, la tecnología térmica, Corea del
Sur y Estados Unidos, desarrollando sólo la
tecnología térmica, y Sudáfrica y China,
desarrollando versiones del PBMR.
17
Plantas de energía nuclear
18
Mapa mundial de reactores nucleares (útil para
objetivos militares)
19
Ciclo
Mina
de
Combustible nuclear
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Ciclo de combustible nuclear

• Minería del uranio
• Conversión y enriquecimiento
• Fabricación de combustible
• POTENCIA DEL REACTOR
• Reprocesamiento, o
• Manejo de desechos radioactivos
• Bajo nivel en lugares comerciales
• Alto nivel en las plantas o en las subterráneas

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Proceso del reactor nuclear
Estructura de contención
Flujo
Turbina
Generador
Reactor de agua presurizada
Bomba
Combustible
Condensador
Agua
Bomba
Agua caliente
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1ª fisión
2ª fisión
Reacciones de fisión alimentadoras
Neutrón, antes de la fisión
Fragmentos radioactivos de la fisión
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Cubierta protectora
Sellos metálicos
Cuerpo de acero
Escudo externo
Cavidad con canasta de combustible
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Historia de armas nucleares
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Primeras armas atómicas
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LA PRUEBA TRINITY
27
Bomba Nuclear
Bomba Tsar
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La bomba Atómica Soviética 1939-1955
Yuli Khariton, uno de los padres del programa de
armas nucleares soviético
Khariton fue uno de los físicos del grupo de
elite, que con Igor Kurchatov iniciaron el
programa de armas atómicas soviético en los 40s.
Ayudó a encontrar el secreto complejo de armas
nucleares en Sarov, renombrado Arzamas-16 (y
apodo de "Los Arzamas"), en Abril de 1946 y fue
el primer director científico, un aposición que
matuvo 45 años.
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Armas nucleares
30
Armas nucleares
31
Club Nuclear de Bombas Nucleares
 TNP Estados con armas nucleares (China, Francia,
Rusia, Reino Unido, Estados Unidos)  No TNP
Estados con armas nucleares (India, Corea del
norte, Pakistán) Estados con armas nucleares no
declaradas (Israel) Estados que se sospecha
tengan programas de armas nucleares (Irán,
Siria)    Armas de la OTAN con receptores de
armas compartidas    Estados que anteriormente
poseían armas nucleares
32
Mejora de armas
33
Medicina nuclear general
Medicina nuclear es una rama de la imagenología
médica que usa pequeñas cantidades de material
radioactivo para diagnosticar o tratar una
variedad de enfermedades
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Consumo de energía en el mundo
Reference IEA
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Países que estarán usando energía nuclear durante
2015-2030

• América Latina 3 2 nuevas (Chile, Perú)
• Europa Occidental 9 3 nuevas (Italia,
  Portugal, Turquía)
• Europa del Este 10 3 nuevas (Bielorrusia,
  Kazajstán, Polonia)
• África 1 5 nuevas (Argelia, Egipto, Libia,
  Marruecos, Túnez)
• Medio Oriente y Asia del Sur 3 1 nuevas
  (Bangladesh)
• Asia Sudoriental y el Pacífico 0 4 nuevas
  (Australia, Indonesia, Malasia, Tailandia)
• Lejano Oriente 3 3 nuevas (Corea del Norte,
  Filipinas, Vietnam))

Referencia IAEA
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Contenido relativo de energía de fuentes
naturales de combustible

37
Energía nuclear KWh/cap en diferentes regiones
(2007)
NorteAmérica Europa occidental Europa del este
Lejano este Otros
Referencia IEA
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Catástrofes nucleares

• una guerra nuclear importante
• un conflicto militar en la que pocas explosiones
  nucleares tienen lugar
• los militares (llamados "quirúrgicos") con empleo
  de las pocas explosiones nucleares contra
  objetivos específicos
• la destrucción de una ciudad por una explosión
  nuclear producida por un comando terrorista
• la contaminación deliberada radiactivos a gran
  escala de una zona habitada
• la explosión accidental de un arma nuclear u
  otros accidentes con armas nucleares
• un grave accidente en una central nuclear civil,
  por lo general en un reactor nuclear que produce
  electricidad.

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Accidentes Nucleares y de Radiación
Accidente de radiación- el desastre Mayak
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Accidentes Nucleares y de Radiación
Planta nuclear de la Isla de Tres Millas, 1979
41
Accidentes nucleares y de radiación
El reactor nuclear después del desastre. Reactor
4 (centro). Edificio de la turbina (abajo a la
izquierda). Reactor 3 (centro derecha)
April 26, 1986
Pripyat, Ucrania. Foto tomada por Jason Minshull
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Desastre de Chernobyl
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Desastre de Chernobyl
Las medidas profilácticas pendientes fueron
realizadas en amplios territorios de Ucrania,
Rusia y Bielorrusia, para minimizar la
irradiación de la población.Número total de las
personas reubicadas fue de más de 150 mil
personas.
 
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Desastre de Chernobyl

• La evaluación positiva de los resultados de
  salud de la catástrofe de Chernobyl y la
  prevención de los posibles efectos negativos
  futuro, está en la combinación de la comunidad
  científica internacional, los esfuerzos
  financieros y humanitarios para la solución de
  estos problemas.

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Chernobyl hoy
Chernobyl masivamente evacuaron a turistas de
países occidentales.
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Actualmente, el objeto Refugio" está clasificado
como un sitio de almacén en la superficie
(almacén temporal) de desechos radioactivos
espontáneos (RAW).

• Refugio" está equipado con sistemas que
  monitorean la situación radiológica dentro del
  lugar, así como con sistemas de control de
  estructuras del edificio.

 
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Accidentes nucleares y de radiación
Embarcaciones nucleares
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Riesgo de terrorismo(nuevo reto a la industria)
Jet del 9/11 pasó cerca de Indian Point
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Riesgos de enriquecimiento y fabricación de
combustible

• Mayor usuarios industriales de agua, electricidad
  
• Paducah, KY, Oak Ridge, TN, Portsmouth, OH
• Cáncer y leucemia entre trabajadores
• Incendios y exposición masiva.
• Planta de fabricación Karen Silk en Oklahoma.
• Riesgo de robo de material de la bomba.

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Hay tres factores que afectan a la exposición del
cuerpo a la radiación
blindaje
distancia
Distancia
Fuente radioactiva
tiempo
Tiempo
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Protección nuclear
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Protección nuclear
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Referencias