En este artículo, exploraremos el fascinante mundo de la fisión nuclear, centrándonos en el uranio como fuente potencial de energía. Si bien es cierto que actualmente existe una abundante oferta de uranio en la Tierra, capaz de satisfacer las demandas energéticas del mundo durante más de 200 años, también deberíamos examinar sus desventajas y sus posibles alternativas.
La ciencia detrás de la fisión nuclear
Cuando se trata de objetos pequeños como el núcleo de un átomo, separarlos requiere herramientas especiales. En el caso de la fisión nuclear, las partículas subatómicas, como **protones** o **neutrones**, actúan como «cuchillos» para dividir el núcleo. Usar **protones** para dividir átomos puede ser un desafío debido a su carga positiva, que repele los protones en el núcleo objetivo. Sin embargo, al utilizar **neutrones sin carga**, científicos como Enrico Fermi lograron dividir los átomos de uranio en dos partes, un descubrimiento innovador en física que le valió el Premio Nobel.
¿Pero qué sucede cuando los átomos se dividen? La ecuación de Albert Einstein, que relaciona masa y energía, revela que la masa se puede convertir en una enorme cantidad de energía. Este fenómeno, conocido como **fisión nuclear**, libera grandes cantidades de energía, lo que lo convierte en una fuente potencial para satisfacer nuestras necesidades energéticas.
Los descubrimientos y la reacción en cadena
En 1938, los científicos alemanes hicieron importantes descubrimientos sobre la producción y la naturaleza radiactiva de los elementos producidos en una reacción de fisión. Las ideas de su trabajo de investigación, que se hicieron populares, inspiraron a Fermi y otros científicos a realizar experimentos en la Universidad de Columbia en Nueva York. Estos experimentos midieron la energía liberada durante la fisión y arrojaron resultados impactantes: no solo se liberó calor sino también **neutrones adicionales**, lo que desencadenó una **reacción en cadena**.
Pero ¿por qué estos neutrones extra chocan contra otros átomos? Los átomos son en su mayor parte espacio vacío, por lo que estos neutrones pueden volar fácilmente sin chocar con otros núcleos de uranio. Para mantener la reacción en cadena, debe estar presente una cierta cantidad de uranio, conocida como **masa crítica**, para garantizar las colisiones de neutrones. Desafortunadamente, el uranio natural que se encuentra en la Tierra tiene una masa crítica demasiado alta, lo que limita su idoneidad como fuente de combustible.
El descubrimiento de las barras de uranio 235
Investigadores de Inglaterra descubrieron dos isótopos cruciales de uranio: el uranio-235, que sufre una reacción en cadena debido a su menor recuento de neutrones, y el uranio-238, que constituye la mayor parte del uranio natural. Para extraer uranio, el mineral se trata con una solución en un proceso químico complejo, lo que eventualmente produce uranio-235 en forma de **octóxido de triuranio** o torta amarilla. Los procesos de enriquecimiento pueden aumentar aún más la concentración de uranio-235 para su uso en reactores nucleares.
Sin embargo, depender únicamente del uranio natural como fuente de combustible no es práctico debido a su disponibilidad limitada y a los riesgos de radiación a largo plazo. Aquí es donde el torio entra en escena. Si bien el torio no sufre reacciones de fisión inmediatas cuando se bombardea con neutrones, puede absorber neutrones y eventualmente convertirse en **uranio-233**, que sí sufre una reacción en cadena similar al uranio-235. De hecho, el número medio de neutrones liberados durante la fisión del uranio-233 es aún mayor.
Fisión nuclear de uranio y el descubrimiento del uranio
El descubrimiento del uranio y su capacidad para la fisión nuclear han sido puntos de referencia en la historia de la ciencia y la energía. Los científicos han explorado a fondo la fisión nuclear de uranio y sus implicaciones en la generación de energía. El uranio ha demostrado ser una fuente valiosa de energía, pero su uso plantea desafíos debido a su disponibilidad limitada y a las preocupaciones sobre la seguridad a largo plazo.
Ventajas del Torio
El torio ofrece varias ventajas sobre el uranio como posible combustible nuclear:
- El torio es más abundante en la corteza terrestre, lo que lo convierte en una opción más sostenible.
- Los reactores de torio producen menos desechos radiactivos de larga vida en comparación con los reactores de uranio.
- El torio puede funcionar a presiones más bajas, lo que reduce el riesgo de accidentes.
- Los reactores de torio son más resistentes a la proliferación de armas.
A pesar de estas ventajas técnicas, la adopción del torio como combustible nuclear se ha visto obstaculizada por factores políticos y económicos, lo que hace que la transición sea compleja.
Si bien el uranio sigue desempeñando un papel importante en nuestro panorama energético, la exploración de alternativas como el torio podría ofrecer un camino más sostenible y seguro para satisfacer nuestras necesidades energéticas futuras.
Gracias por leer este artículo.
