Energ

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Energía Nuclear

• Nieves Primo Rubín 4º A
• Energías Renovables y Medioambiente

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Índice

• 3. Un poco de Historia
• 4. Qué es?
• 5. Formas de obtención
• 6. Elementos característicos de una Central
  Nuclear
• 7. Aprovechamiento
• 8. Centrales en España
• 9. Problemas
• 10. Residuos radiactivos
• 11. Eliminación de residuos
• 12. Funcionamiento de una Central Nuclear
• 13. Partes de una central
• 14. Problemas derivados de la Energía Nuclear
• 15. Mapa de Centrales Nucleares en el Mundo

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Un poco de historia

• Ya los antiguos griegos sabían algo sobre la
  existencia de unas partículas fundamentales, pero
  hasta finales del s.XIX,. No se descubrieron más
  cosas sobre el tema.
• En 1897, J. J. Thomson descubrió que los átomos
  no eran indivisibles como se creía anteriormente,
  sino que podían ser separados por componentes más
  pequeños.
• En 1911, Rutherford desarrolló un modelo basado
  en el sistema solar en el que el núcleo era una
  estrella (el Sol), y los electrones los planetas.
• En 1913, Bohr enunció una nueva teoría atómica
  para resolver los fallos de Rutherford.

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Qué es?

• La energía nuclear es un tipo de energía que se
  libera como consecuencia de las reacciones que se
  producen en algunos núcleos atómicos. Este tipo
  de reacciones se denominan reacciones nucleares.
  Se puede obtener por dos procedimientos
• Fisión ? Es la desintegración de un núcleo pesado
  en dos más ligeros mediante un bombardeo de
  partículas.
• Fusión ? Se podría denominar como lo contrario de
  la fisión es decir, es la unión de dos núcleos
  ligeros para formar otro más pesado.
• En ambos casos se produce una disminución neta
  de la masa. Ésta se transforma automáticamente en
  energía. Podemos fijarnos en la ecuación de
  Einstein
• E m c²

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Obtención

• Mediante Fisión
• Es, probablemente, la manera más sencilla de
  obtención, que se basa en la conocida fórmula de
  Einstein E m c².
• Es una reacción nuclear que tiene lugar por la
  rotura de un núcleo pesado al ser bombardeado por
  neutrones de cierta velocidad. A raíz de esta
  división el núcleo se separa en dos fragmentos
  acompañado de una emisión de radiación,
  liberación de 2 ó 3 nuevos neutrones y de una
  gran cantidad de energía (200 MeV) que se
  transforma finalmente en calor.
• Los neutrones que escapan de la fisión, al bajar
  su energía cinética, se encuentran en condiciones
  de fisionar otros núcleos pesados, produciendo
  una Reacción Nuclear en Cadena. Cabe señalar, que
  los núcleos atómicos utilizados son de Uranio -
  235.
• El proceso de la fisión permite el funcionamiento
  de los Reactores Nucleares que actualmente operan
  en el mundo.

• Mediante Fusión
• La fusión nuclear ocurre cuando dos núcleos
  atómicos muy livianos se unen, formando un núcleo
  atómico más pesado con mayor estabilidad. Estas
  reacciones liberan energías tan elevadas que en
  la actualidad se estudian formas adecuadas para
  mantener la estabilidad y confinamiento de las
  reacciones.
• La energía necesaria para lograr la unión de los
  núcleos se puede obtener utilizando energía
  térmica o bien utilizando aceleradores de
  partículas. Ambos métodos buscan que la velocidad
  de las partículas aumente para así vencer las
  fuerzas de repulsión electrostáticas generadas al
  momento de la colisión necesaria para la fusión.
• Para obtener núcleos de átomos aislados, es
  decir, separados de su envoltura de electrones,
  se utilizan gases sobrecalentados que constituyen
  el denominado Plasma Físico. Este proceso es
  propio del Sol y las estrellas, pues se tratan de
  gigantescas estructuras de mezclas de gases
  calientes atrapadas por las fuerzas de gravedad
  estelar.

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Elementos característicos de una central nuclear

• Reactor lugar en el que se producen las
  reacciones nucleares. Es una vasija metálica
  situado en el interior de un edificio de
  contención provisto con gruesos muros de
  hormigón.
• Combustible empleado suele ser uranio natural
  uranio enriquecido mezclas de óxidos de uranio
  y plutonio.

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Aprovechamiento

• Uno de los principales usos de la energía nuclear
  es ser utilizados en la medicina que nos permite
  detectar, localizar y representar visualmente lo
  que nuestro cuerpo tiene es su interior.
• Otro aprovechamiento que la gente no sabe, es que
  las radiaciones también se aplican a las frutas
  que vienen a nuestro país desde un sitio lejano
  (como Argentina) para que no traigan parásitos y,
  así, no crear una epidemia.

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Centrales en España
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Problemas

• En una central nuclear que funciona correctamente
  la liberación de radiactividad es mínima y
  perfectamente tolerable ya que entra en los
  márgenes de radiación natural que habitualmente
  hay en la biosfera.
• El problema ha surgido cuando han ocurrido
  accidentes en algunas de las más de 400 centrales
  nucleares que hay en funcionamiento. Una planta
  nuclear típica no puede explotar como si fuera
  una bomba atómica, pero cuando por un accidente
  se producen grandes temperaturas en el reactor,
  el metal que envuelve al uranio se funde y se
  escapan radiaciones. También puede escapar, por
  accidente, el agua del circuito primario, que
  está contenida en el reactor y es radiactiva, a
  la atmósfera. 
• La probabilidad de que ocurran estos accidentes
  es muy baja, pero cuando suceden sus
  consecuencias son muy graves, porque la
  radiactividad produce graves daños. Y, de hecho
  ha habido accidentes graves. Dos han sido más
  recientes y conocidos. El de Three Mile Island
  en EEUU, y Chernobyl, en la antigua URSS.

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Residuos radiactivos

• Características que hacen especiales a los
  residuos radiactivos
• Su gran peligrosidad. Cantidades muy pequeñas
  pueden originar dosis de radiación peligrosas
  para la salud humana.
• Su duración. Algunos de estos isótopos
  permanecerán emitiendo radiaciones miles y
  decenas de miles de años.
• Tipos de residuos radiactivos
• 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 ery 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.
• 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. 

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Eliminación de residuos

• Algunos residuos de baja actividad se eliminan
  muy diluidos echándolos a la atmósfera o las
  aguas en concentraciones tan pequeñas que no son
  dañinas y la ley permite.
• Los residuos de media o baja actividad se
  introducen en contenedores especiales que se
  almacenan durante un tiempo en superficie hasta
  que se llevan a vertederos de seguridad.
• Los residuos de alta actividad son los más
  difíciles de tratar. El volumen de combustible
  gastado que queda en las centrales de energía
  nuclear normales se puede reducir mucho si se
  vuelve a utilizar en plantas especiales. Esto se
  hace en algunos casos, pero presenta la
  dificultad de que hay que transportar una
  sustancia muy peligrosa desde las centrales
  normales a las especiales.

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Funcionamiento de una Central Nuclear (PWR)
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Partes de una Central Nuclear

• 1. Reactor Nuclear Lugar dónde se produce la
  fisión. PWR (Reactor de Agua a Presión)y BWR
  (Reactor de Agua en Ebullición) son los más
  utilizados en España, en el que hay 2 BWR y el
  resto son de PWR.
• 2. Generador de vapor (Solo en PWR). Hace de
  intercambiador de calor entre dos circuitos de
  refrigeración para que el agua en contacto con la
  fisión no salga del reactor.
• 3. Turbina Aprovecha el vapor generado por el
  reactor para mover un alternador.
• 4. Alternador Convierte el movimiento (energía
  cinética) en energía eléctrica.
• 5. Transformador Eleva la tensión de la
  corriente para minimizar las perdidas en el
  transporte de electricidad a través del tendido
  eléctrico.
• 6. Red Eléctrica Distribuye la electricidad
  producida en la central.
• 7. Condensador Enfría el vapor que sale de la
  turbina para refrigerar el reactor.
• 8. Bomba Mueve el agua del condensador a lo alto
  de la torre de refrigeración.
• 9. Dispositivo de contención Evita que la
  radiación salga al exterior del reactor.
• 10. Combustible Soporte metálicos cargados de
  material fisible.
• 11. Torre de refrigeración Sistema para enfriar
  el agua que sale del reactor.

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Problemas derivados de la Energía Nuclear

• El principal problema de la energía nuclear son
  los residuos radiactivos que produce, ya que son
  altamente tóxicos, y la vida media de los estos
  puede llegar hasta los millones de años. Ademas
  su almacenaje se hace costoso y peligroso ya que
  debe esta en instalaciones especiales ya que la
  radiación es muy penetrante y necesita estar bien
  aislada con materiales que resistan.
• Las radiaciones alfa y beta fuera del organismo
  no son peligrosas pero las radiaciones gamma si
  lo son ya que son altamente ionizantes. La
  toxicidad de las radiaciones depende de la
  cantidad absorbida. Esta es medida en Sieverts
  (Sv). La dosis media a nivel del mar es de
  0,00012 mSv/h. Una cantidad de radiación es
  nociva a partir de 500mSv aunque depende del
  órgano afectado.
• En ciertas dosis el uranio causa daños en el
  riñón. No esta demostrado que el uranio produzca
  cáncer, pero este se puede desintegrar en otras
  sustancias como el radio que si producen cáncer.
  La radiación suele provocar náuseas, mareos,
  diarreas, perdida de pelo, y en altas dosis la
  muerte inmediata ya que destruye los tejidos
  nerviosos y otros tejidos que provocan
  hemorragias internas.

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Mapa de Centrales Nucleares en el Mundo
16
Fin