Al final de la Segunda Guerra Mundial, se lanzaron dos bombas nucleares sobre las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki. La nueva arma resultó ser la más mortífera en la historia de la humanidad. La carrera nuclear subsiguiente entre la URSS y los EE. UU. exacerbó aún más los temores de la comunidad mundial sobre el factor nuclear. Sin embargo, además de las ojivas atómicas, apareció un átomo pacífico. Esta frase se refiere a la energía nuclear.
Principio de funcionamiento de la central nuclear
El funcionamiento de cualquier central nuclear se basa en la reacción de fisión atómica. Para llamarlo, es necesario realizar un bombardeo de neutrones de núcleos de uranio-235. Las partículas más pequeñas se dividen en fragmentos, generando una gran cantidad de rayos gamma y energía térmica.
El átomo pacífico puede permanecer pacífico solo bajo un control estricto, obligatorio para las plantas de energía nuclear. El caso es que durante la fisión surgen neutrones, que dan lugar a nuevas reacciones en cadena. El envolvimiento descontrolado de los núcleos conduce a una explosión. Este es el principio que subyace en el funcionamiento de las bombas atómicas. En las centrales eléctricas, el proceso se controla y el exceso de energía se dirige a un canal útil para las personas.
Uranio-235
El combustible nuclear se coloca en varillas especiales antes de su uso. Se almacena en forma de tabletas hechas de óxido de uranio. Debe entenderse que esta sustancia es heterogénea. El 3% de estas tabletas consisten en uranio-235 (es él quien es fisionable durante la reacción), el resto es uranio-238 (este isótopo no es fisionable).
¿Por qué es necesaria esta relación? Para mantener el proceso bajo control. Un reactor en funcionamiento inicia una reacción de fisión. En el curso de su desarrollo, la cantidad de uranio-235 disminuye. Al mismo tiempo, aumenta el volumen de productos de fisión. Esto es basura nuclear. Representan un grave peligro para el medio ambiente y, por lo tanto, deben eliminarse de manera adecuada. ¿Puede un átomo ser pacífico? Como se puede ver en la tecnología descrita, solo con estricta observancia de las instrucciones y reglas del proceso de producción.
Requisitos previos para la aparición
La energía nuclear (atómica) se originó a mediados del siglo XX. Desde entonces, se han construido cientos de centrales nucleares en todo el mundo (hoy en día 442 están en funcionamiento). El átomo pacífico proporciona más de la mitad de la energía que necesitan Francia, Polonia, Lituania, Eslovaquia, Suecia y Corea del Sur. En Europa occidental, las plantas de energía nuclear generan alrededor de un tercio de la electricidad.
Todo comenzó en 1939, cuando se descubrió la fisión de uranio en Alemania. Las investigaciones de los alemanes estaban extremadamente interesadas en la URSS. Inmediatamente quedó claro para los científicos que el proceso recién descubierto permite la producción de cantidades gigantescas de energía. Si los especialistas pudieran aprender a controlar reacciones complejas, esto resolvería muchos problemas económicos.problemas. La primera investigación soviética relacionada con el átomo pacífico tuvo lugar en el RIAN (Instituto del Radio de la Academia de Ciencias) bajo la dirección del destacado físico Igor Kurchatov.
Carrera nuclear
El trabajo de los científicos soviéticos se vio obstaculizado por la ausencia de las propias reservas de uranio de la URSS. Además, la Gran Guerra Patria comenzó en 1941 y los descubrimientos revolucionarios tuvieron que ser olvidados por un tiempo. En este contexto, la agenda fue interceptada en Reino Unido, Estados Unidos y Alemania. La paradoja radica en que la energía nuclear apareció como un retoño de un proyecto militarista. Por supuesto, los países en guerra primero intentaron obtener las armas más poderosas y solo luego pensaron en formas pacíficas de usar sus descubrimientos.
El primer reactor nuclear experimental fue lanzado en los Estados Unidos en diciembre de 1942. El líder del proyecto fue el científico italiano Enrico Fermi. En la URSS, el primer reactor apareció a fines de 1946 en el Instituto de Energía Atómica. Para entonces ya se había producido el bombardeo estadounidense de Hiroshima y Nagasaki. En la URSS, la bomba atómica se creó en 1949 y la bomba de hidrógeno en 1953. La guerra ya ha terminado y los científicos han comenzado a preparar un reactor nuclear para trabajar para la economía nacional de la Unión Soviética.
Construcción de central nuclear
La primera central nuclear del mundo se inauguró en el verano de 1954. Resultó ser la central nuclear de Obninsk, ubicada en la región de Kaluga. En Estados Unidos, con un ligero retraso, también comenzaron a implementar un proyecto de energía atómica. En 1956, los estadounidenses triunfaron por primera vez con la ayuda dereactor para obtener electricidad. Gradualmente, se fundaron más y más nuevas plantas de energía nuclear en las dos superpotencias. Cada uno de ellos rompió otro récord de poder.
El pico del desarrollo de la energía nuclear se produjo en la segunda mitad de la década de 1960. Luego, el número de construcciones de plantas de energía nuclear comenzó a disminuir. En Estados Unidos se ha iniciado una discusión en el Congreso y la comunidad científica sobre los problemas asociados a la seguridad del átomo pacífico. Sin embargo, en 1986, la generación de energía nuclear alcanzó el 15% de la generada por las centrales eléctricas convencionales.
Símbolo de energía nuclear
En 1958, se inauguró el Atomium en Bruselas, donde se llevó a cabo la próxima Exposición Mundial. El concepto de diseño fue desarrollado por el arquitecto André Waterkeyner. El átomo parece una red cristalina de hierro agrandada: nueve átomos unidos. El peso de la estructura es de 2400 toneladas y la altura es de 102 metros. Los visitantes pueden ingresar a seis de los nueve reinos. Estos modelos de átomos, magnificados cientos de miles de millones de veces, están conectados entre sí por veinte tuberías de 23 metros. En el interior hay pasillos y escaleras mecánicas.
La foto del "átomo pacífico", que apareció en Bruselas en el apogeo de la era atómica, se extendió rápidamente por todo el mundo, y el Atomium se convirtió en un símbolo de toda la energía nuclear y la idea de que los descubrimientos científicos revolucionarios deberían utilizarse en beneficio de la humanidad, y no para guerras y destrucción. El hito belga se menciona en la novela de los famosos escritores de ciencia ficción soviéticos los hermanos Strugatsky "El lunes comienza el sábado". El símbolo del átomo pacífico aparece en muchos dibujos, así como en emblemas dedicados a la energía nuclear.
Factor ambiental
El problema de la contaminación ambiental con residuos radiactivos es cada vez más urgente cada año. Por ejemplo, en la Rusia moderna, el personal de 10 plantas de energía nuclear se dedica a la energía nuclear pacífica. Todas estas empresas necesitan una atención especial por parte de los ambientalistas y los departamentos gubernamentales.
50.000 metros cúbicos de residuos radiactivos se acumulan en la Unión Europea cada año. El problema clave es que esos desechos siguen siendo peligrosos durante miles de años (por ejemplo, el período de descomposición del plutonio-239 es de 24 000 años).
Gestión de residuos
Hoy existen varios conceptos sobre la mejor manera de eliminar los desechos radiactivos. La primera idea es crear cementerios ubicados en el fondo de los océanos. Esta es una forma bastante difícil de implementar. Los contenedores deben estar ubicados a una profundidad considerable, además, pueden ser dañados por las corrientes marinas.
La segunda idea está siendo considerada por la NASA, donde proponen enviar desechos nucleares al espacio exterior. Este método es seguro para la Tierra, pero está plagado de gastos excesivos. Hay otras ideas: llevar los desechos a islas deshabitadas o enterrarlos en el hielo de la Antártida. La opción más aceptable hoy en día es la construcción de cementerios en rocas subterráneas rocosas. La investigación relacionada con esta idea continúa en Alemania y Suiza.
Lección de Chernóbil
Durante mucho tiempo, la energía nuclear se consideró indiscutible. Por variosDurante décadas, el átomo pacífico en la URSS y otros países continuó su expansión económica. Sin embargo, en 1986 ocurrió una tragedia en Chernobyl que obligó a la humanidad a replantearse su actitud hacia las centrales nucleares. Se produjo una explosión en una estación cerca de Pripyat, que provocó la destrucción del reactor y la liberación al medio ambiente de una cantidad significativa de sustancias radiactivas peligrosas para la salud.
El famoso eslogan soviético "Átomo pacífico en cada hogar" se vio comprometido. En los primeros meses después del accidente, 30 personas murieron. Sin embargo, los verdaderos efectos de la exposición llegaron más tarde. Durante los años siguientes, decenas de personas más murieron en agonía a causa de una terrible enfermedad. Miles de ciudadanos de la URSS se encontraban en la zona de infección. Importantes territorios de Bielorrusia, Ucrania y Rusia se volvieron inadecuados para la agricultura. El accidente de la central nuclear de Chernobyl provocó un estallido de fobia pública en relación con la energía nuclear. Después de esa tragedia, se cerraron muchas estaciones en todo el mundo.
Aunque las medidas de seguridad en dichas empresas han mejorado notablemente durante 30 años, en teoría, una tragedia similar a la de Chernobyl podría volver a ocurrir. Hubo accidentes tanto antes como después de la central nuclear de Chernobyl: en 1957, en el Reino Unido (Windscale), en 1979, en los EE. UU. (Three Mile Island), en 2011, en Japón (Fukushima). Hoy, el OIEA ha recopilado información sobre más de 1.000 situaciones de emergencia en las estaciones. Causas de accidentes: factor humano (80% de los casos), con menos frecuencia - defectos de diseño. En Fukushima, Japón, se produjo una emergencia debido a un fuerte terremoto y al posterior tsunami.
Perspectivas de la energía nuclear
La cuestión de si el átomo pacífico tiene futuro es complicada desde el punto de vista económico y genera mucha controversia entre los especialistas. Debido a una gran cantidad de factores en conflicto, su futuro es confuso y confuso. Las últimas previsiones emitidas por la Agencia Internacional de la Energía sugieren que, si continúan las tendencias actuales, la proporción de electricidad producida por las centrales nucleares caerá del 15 % al 9 % para 2030.
Hasta hace poco, la energía nuclear tenía demanda, incluso debido a los altos precios del petróleo. Sin embargo, en 2014 cayeron bruscamente. Así, ha aparecido otra alternativa más económica a las centrales nucleares. También es importante que el átomo pacífico proporcione a las personas solo electricidad (es decir, incluso con un uso generalizado, no puede librar por completo a la sociedad de la dependencia energética).
¿Petróleo o electricidad?
El petróleo, a pesar de todo, es importante para la industria y el transporte. Alrededor del 40% de la energía que consume EE. UU. es proporcionada por este recurso. Japón y Francia no pudieron deshacerse de la dependencia del petróleo (aunque utilizan activamente plantas de energía nuclear). Entonces, ¿el átomo pacífico tiene futuro o está condenado a permanecer a la sombra del "oro negro"? Estas tendencias sugieren que las plantas de energía nuclear pueden ser cosa del pasado. Sin embargo, algunos desarrollos recientes han dado una nueva vida a la energía nuclear.
Estamos hablando de la aparición de automóviles que funcionan con electricidad en lugar de gasolina. Hoy en día, dicho transporte está conquistando cada vez más los mercados de EE. UU. y Europa. En unas pocas décadas, los vehículos eléctricosse convertirá en la norma. Es en este momento cuando el átomo pacífico puede volver a acudir al rescate de la economía mundial. Las plantas de energía nuclear pueden resolver el problema de la demanda cada vez mayor de electricidad de diferentes países.
Energía de fusión
Hay otra perspectiva en la que el átomo pacífico puede lograr un triunfo económico. Uno de los problemas más importantes asociados con la operación de las centrales nucleares es la seguridad ambiental. La cuestión de la complejidad de la disposición final de los desechos radiactivos y el combustible gastado dio lugar a la idea de reformatear los reactores nucleares en nuevos reactores de fusión nuclear. Tales empresas serán completamente seguras para el medio ambiente. Pero antes de que esta tecnología atómica pacífica se introduzca en la producción, los especialistas tendrán que recorrer un largo camino.
Equipos de 33 países del mundo ya están trabajando en un proyecto termonuclear. El carácter global de la idea del combustible termonuclear se debe a sus múltiples ventajas. No solo es seguro desde el punto de vista de la ecología, sino también inagotable. El recurso necesario para los científicos es el deuterio, que se obtiene de los océanos. La principal diferencia tecnológica entre una estación termonuclear y una central nuclear es que la fusión nuclear tendrá lugar en las nuevas empresas (la fisión del núcleo se lleva a cabo en las antiguas centrales nucleares). Quizás esta tecnología sea el futuro del átomo pacífico.
