¿Qué es la energía nuclear?
Descubre la energía nuclear

¿Qué es la energía nuclear?

La energía nuclear es la energía contenida en el núcleo de un átomo. Los átomos son las partículas más pequeñas en que se puede dividir un elemento químico manteniendo sus propiedades.

La energía nuclear es la energía contenida en el núcleo de un átomo

En el núcleo de cada átomo hay dos tipos de partículas, neutrones y protones. Las fuerzas que mantienen unidas las partículas del núcleo entre sí –venciendo incluso las de repulsión electrostática entre los protones- son de naturaleza desconocida y de corto alcance, solo aparecen en el interior de los núcleos y se denominan fuerzas nucleares. La energía acumulada por estas se llama energía de enlace.

Al determinar la masa del núcleo, se observa que es inferior a la suma de la masa de sus componentes. La diferencia entre ambas masas se llama defecto másico (∆m) y la energía de enlace se calcula mediante la ecuación de Einstein: E = ∆m · c2 [siendo c la velocidad de la luz].

Existen dos tipos principales de reacciones nucleares: la fusión nuclear y la fisión nuclear

Por tanto, una parte de la masa del núcleo se transforma en energía de enlace para mantener unidas las partículas del núcleo. Esta energía es la que se libera –en forma de una gran cantidad de energía calorífica y radiación- cuando tiene lugar una reacción nuclear, y a la que se denomina energía nuclear.

Existen dos tipos principales de reacciones nucleares: la fusión nuclear y la fisión nuclear.

  • En la fusión nuclear, la energía se libera cuando núcleos de átomos ligeros se combinan entre sí para formar un núcleo estable más pesado. La energía producida por el Sol tiene este origen.
  • En la fisión nuclear, núcleos de átomos pesados, sobre los que se hacen incidir neutrones, se descomponen en núcleos más pequeños y ligeros, liberando la energía que mantiene unidos los neutrones y protones que los forman y emitiendo dos o tres neutrones. Estos, a su vez, pueden producir más fisiones al interaccionar con nuevos núcleos pesados que emitirán nuevos neutrones y así sucesivamente, de manera que la reacción se mantenga por sí misma. Este efecto multiplicador se conoce como reacción de fisión nuclear en cadena.
¿Qué es la energía nuclear?

Las centrales nucleares utilizan la gran cantidad de energía calorífica generada en la reacción de fisión nuclear en cadena para producir electricidad. Para ello, convierten agua en estado líquido en vapor a alta temperatura, que se utiliza para accionar un grupo turbina-alternador, en el que se genera la energía eléctrica.

Las centrales nucleares utilizan la gran cantidad de energía calorífica generada en la reacción de fisión nuclear en cadena para producir electricidad

Aunque la producción de energía eléctrica es la utilidad más habitual de la energía nuclear, tiene también otras muchas aplicaciones en sectores muy diversos como la medicina, la hidrología, la agricultura y la alimentación, la minería, la industria, el arte, el medio ambiente, la exploración espacial y la cosmología.

¿Qué es la energía nuclear?
¿Qué es la energía nuclear?

El descubrimiento

El núcleo de los átomos fue descubierto en 1911 por Ernest Rutherford a partir del análisis de partículas α emitidas por los átomos. A partir de 1932 -con el descubrimiento del neutrón por James Chadwick y con las reacciones llevadas a cabo por el matrimonio Joliot-Curie– es cuando el núcleo empieza a tener verdadera importancia.

Posteriormente, en 1939 Otto Hahn y Fritz Strassman descubrieron las reacciones de fisión. El artífice de poner en práctica la idea de desarrollar la reacción en cadena fue Enrico Fermi, que reunía la doble condición de ser un magnífico teórico y un hábil experimentador. El 2 de diciembre de 1942 consiguió, con su equipo, la reacción de fisión en cadena autosostenida en la famosa Chicago Pile 1, construida en una pista de squash bajo las gradas del estadio de fútbol de la Universidad de Chicago. Se trataba de un apilamiento de aproximadamente 7 m × 7 m constituido por bloques de grafito (moderador de neutrones), atravesado de lado a lado por barras de uranio natural de una pulgada de diámetro.