Actualmente hay 103 centrales nucleares en los Estados Unidos. Estas plantas producen el 20 por ciento de nuestra electricidad y más del 70 por ciento de nuestra electricidad libre de emisiones de todas las fuentes. Más de 400 centrales nucleares en 25 países en todo el mundo producen el 17 por ciento de la electricidad del mundo. Estas instalaciones reducen las emisiones de CO 2 en más de 2 mil millones de toneladas métricas por año. La energía nuclear suministra electricidad cada año para servir a 60 millones de hogares. Actualmente hay 103 centrales nucleares en funcionamiento en los Estados Unidos, sin embargo, ¿cuántas de nosotros entendemos cómo estas plantas producen la energía que usamos?
La fisión de un átomo de uranio produce diez millones de veces las veces las veces. Energía producida por la combustión de un átomo de carbono del carbón. Hay más energía en la impureza de uranio en el carbón que la cantidad que derivamos de la quema de carbón. Los desechos sólidos de la quema de carbón, que incluye el mercurio permanente de metales tóxicos, el arsénico y el selenio, se producen mil veces más rápido que los desechos de las centrales de energía nuclear. Las plantas de techo ponen más radiación en la atmósfera que las centrales de energía nuclear a través de la combustión de impurezas en el carbón.
Ciclo de combustible nuclear
Se puede generar energía nuclear a partir de la fisión de uranio, plutonio o torio . Las plantas de energía nuclear actualmente usan U-235 enriquecido. El mineral de uranio se extrae de las minas y luego se envía a una planta de procesamiento para su enriquecimiento. Este combustible enriquecido se transporta a la planta de energía nuclear para convertirse en energía eléctrica.
Un núcleo del reactor contiene una serie de varillas. Cada barra está llena de gránulos de óxido de uranio. Cuando estos gránulos se bombardean con neutrones, los átomos se dividen y liberan calor y neutrones en una reacción en cadena. Esto produce vapor, que alimenta una turbina y produce electricidad. Un sedimento de combustible de uranio es aproximadamente igual a 17,000 pies cúbicos de gas natural, 1,780 libras de carbón o 149 galones de petróleo.
Los desechos nucleares consisten en productos de fisión. Al principio son altamente radiactivos, pero los isótopos más radiactivos decaen el más rápido. Las varillas gastadas se colocan en “estanques de enfriamiento” dentro del reactor.
Se genera aproximadamente un metro cúbico de residuos cada año. Después de 10 años, los productos de fisión son 1,000 veces menos radiactivos, y después de 500 años, los productos de fisión serán menos radiactivos que el mineral de uranio del que vinieron originalmente. Algunos plutonio que se produce cuando el U-238 en el reactor absorbe un neutrón. Este plutonio y el uranio sobrante se pueden separar en una planta de reprocesamiento y reutilizarse como combustible del reactor. El reprocesamiento no se ha realizado en los EE. UU. Desde la administración Carter, pero lo realiza otros países.
Se cree que con los reactores de criadores de cuarta generación que reutilizan productos de fisión como U-238 y Plutonio, nosotros, nosotros, nosotros Puede tener una amplia energía durante miles de millones de años. Los reactores actuales solo usan uranio-235. Esto es menos del 1% del uranio natural. Los reactores de nueva generación con reprocesamiento de combustible en el sitio pueden usar casi el 100% del uranio. Y, ya se ha extraído suficiente U-238 para que los reactores de los criadores puedan proporcionar necesidades de electricidad de EE. UU. Durante más de 500 años con suministros actuales solo, eliminando la necesidad de minería de uranio costosa y destructiva .
Al reutilizar productos de fisión, los reactores de criadores causarían el cierre de la industria minera de uranio durante décadas, al tiempo que eliminan simultáneamente los desechos nucleares acumulados de los últimos 30 años y las armas de la carrera armamentista. Las instalaciones de enriquecimiento de uranio también podrían apagarse.
Ventajas de la energía nuclear
Los radioisótopos decaen exponencialmente, lo que significa que a medida que pasa el tiempo, los desechos nucleares se vuelve menos peligroso. El producto de fisión más antigua tiene una vida media de aproximadamente 30 años. Compare esto con los desechos de mercurio y arsénico de la quema de carbón, que será tan peligroso en diez mil años como lo son hoy.
una década de desechos de alto nivel de todos los reactores de los Estados Unidos podría encajar en un solo Boeing 777 carguero. Todos los desechos de alto nivel producidos en los Estados Unidos en los últimos 30 años podrían encajar en un solo campo de fútbol.
Desde 1973, la energía nuclear ha desplazado 4.300 millones de barriles de petróleo importado y ha reducido nuestro déficit comercial en $ 12 mil millones. La energía nuclear reduce nuestra dependencia del petróleo importado extranjero.
Las centrales de energía nuclear no contaminan el aire con óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre, polvo o gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono. En otras palabras, no emiten gases de efecto invernadero.
Las plantas nucleares reducen las emisiones de gases de efecto invernadero en un 20 por ciento (aproximadamente 128 billones de toneladas por año). Sin centrales nucleares, las emisiones de óxidos de nitrógeno serían 2 millones de toneladas más altas por año y las emisiones de dióxido de azufre serían 5 millones de toneladas más altas por año.
En la década de 1980, Francia triplicó su producción de energía nuclear, reduciendo la contaminación de Su sistema de energía eléctrica en 80-90 por ciento. Actualmente, Francia deriva el 80% de su energía de las centrales nucleares. No se han producido accidentes de plantas de energía en más de 40 años de operaciones.
Las centrales de energía nuclear de EE. UU. Generan alrededor de $ 20 millones en ingresos fiscales estatales y locales.
Tendría que vivir cerca de una planta de energía nuclear durante más de 2,000 años para obtener la misma cantidad de exposición a la radiación que obtiene de una única radiografía de diagnóstico.
La energía nuclear no está sujeta a las mismas fluctuaciones de precios que los combustibles fósiles, que dependen de una corriente constante de combustible. La energía nuclear no depende del clima y es inmune a la agitación política de los proveedores de combustibles fósiles. Nos proporciona una fuente de energía autosuficiente, confiable y 24×7.
en comparación con otras fuentes de energía a gran escala, la energía nuclear es, con mucho, la más segura. Está en su lugar las medidas de seguridad fuertemente reguladas y estrictas tanto en el diseño como en el uso de las centrales eléctricas. años pasados y producen menos desechos radiactivos.
Desventajas de la energía nuclear
La alta temperatura del agua descargada de las centrales eléctricas puede afectar la calidad del agua y la vida acuática . El agua descargada de las centrales eléctricas no es radiactiva porque nunca entra en contacto con los materiales radiactivos .
Después de aproximadamente tres años en el núcleo del reactor, las barras pierden su capacidad de producir calor de manera efectiva. Estas barras gastadas permanecen radiactivas y, si no se reprocesan (que actualmente no se realiza en los EE. UU.), Requieren el almacenamiento lejos de los humanos durante 500-10,000 años. Las centrales eléctricas deben apagarse para eliminar y reemplazar las varillas gastadas.
El procesamiento de uranio produce desechos radiactivos que deben estar adecuadamente almacenados y aislados. La minería de uranio puede destruir o degradar un área extraída, lo que lleva a numerosos efectos sobre el medio ambiente. La minería de uranio in situ consume enormes cantidades de agua y generalmente se realiza en áreas que ya son pobres en agua.
El transporte de residuos nucleares es peligroso. Un choque o un ataque podría hacer que los desechos radiactivos se filtren. La construcción de las instalaciones de desechos nucleares propuestos en Yucca Mountain, Nevada y Skull Valley, Utah, haría que los envíos radiactivos viajen a través de 44 estados y el Distrito de Columbia.
El Departamento de Transporte permite que el combustible nuclear gastado se gastara enviado en vagones de pesas mixtas junto con automóviles que transportan materiales inflamables o explosivos. En caso de un incidente con materiales inflamables o explosivos, el transporte nuclear se vería afectado. Esto podría tener impactos devastadores en la tierra, las personas y los animales cerca de tal explosión.
En la última década, eliminación de desechos Las empresas se han puesto en contacto con más de 50 grupos indígenas de EE. UU., Ofreciendo millones de dólares a cambio del derecho de deshacerse de los desechos estadounidenses en tierras nativas. Las reservas no están sujetas a los estándares operativos estatales, del condado, municipales y muchos de los residuos federales, por lo que el vertido en tierras nativas se convierte en una medida “rentable” para tales compañías, pero a qué costos a los nativos y otros que viven en estas áreas y alrededor de estas áreas ?
reactores rápidos integrados como una posible solución
El reactor rápido integrado (IFR) es un reactor de criador de cuarta generación que puede alimentarse completamente con material recuperado de los productos de fisión usados de hoy de reactores y armas más antiguos sobrantes de la carrera armamentista. El IFR consume prácticamente todos los isótopos radiactivos de larga vida. Utiliza uranio con 100 a 300 veces la eficiencia de los reactores actuales, incluido el U-238 que comprende aproximadamente el 95% del uranio pero que no puede ser utilizado por reactores de estilo más antiguos.
Los reactores del criador obtienen 100-300 veces La energía de un kilogramo de uranio que los reactores de corriente. Todo el uranio enriquecido utilizado en reactores nucleares y todo el U-235 utilizado en las armas nucleares se ha separado de U-238, y la sobrante U-238 todavía está disponible. Si este U-238 se usara para generar energía en reactores de criadores y la electricidad se vendiera a los precios actuales, el actual stock estadounidense de uranio agotado generaría electricidad por valor de $ 20 billones.
reactores de corriente requeriría uranio enriquecido; El IFR no lo hace. La adopción de reactores criadores esencialmente cerraría las industrias de minería, enriquecimiento y eliminación de uranio que son la causa de mucha preocupación.
porque el reprocesamiento de combustibles gastados se realiza en el sitio, existe un potencial de proliferación muy bajo. Ningún producto fisionable está disponible externamente.
Las IFRS producen potencia 24×7 y se pueden construir en cualquier lugar donde haya agua. La potencia es económica (algunas estimaciones son tan bajas como 2 centavos/kWh para producir). Al igual que con todas las centrales nucleares, la IFR no emite gases de efecto invernadero y desplaza efectivamente a otros servicios eléctricos cuyos desechos están dañando nuestra biosfera.
La IFR gana ventajas de seguridad a través de una combinación de combustible metálico (una aleación de uranio, Plutonio y circonio), y enfriamiento de sodio. Esta configuración conduce el calor del combustible al refrigerante a temperaturas relativamente bajas. El IFR aprovecha la expansión del refrigerante, el combustible y la estructura en caso de un incidente de “derretir”. La expansión del combustible y la estructura significa que en el caso de que el sobrecalentamiento comience en el núcleo, la física del reactor hace que se cierre naturalmente sin intervención humana.
La IFR fue un proyecto que funcionó desde 1984 -1994 en el Laboratorio Nacional de Argonne cerca de Chicago. En 1994, se redujeron los fondos para el proyecto y se archivó el proyecto.
La sociedad industrial depende de una energía económica y abundante. Desde 1960, la energía nuclear ha sido la gran fuente de energía del mundo más rápido. Hoy, la energía nuclear proporciona una sexta parte de la electricidad global a dos tercios de la humanidad en 44 países. Las centrales nucleares de la nueva generación y los reactores de criadores cierran el ciclo de combustible nuclear al reutilizar los productos de fisión, eliminando así los problemas con los desechos nucleares y la minería de uranio. Sin embargo, la pregunta aún sigue siendo si los beneficios de desarrollar energía nuclear superan los riesgos.
.
