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Energía Nuclear

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JUSTIFICACIÓN

Nuestro trabajo sobre Energía Nuclear intenta convencer a las personas de que no tan sólo se puede utilizar con fines bélicos , sino que también se puede ocupar para el beneficio de la humanidad .

El trabajo está basado en datos obtenidos entre los años de 1945 y 1997 , porque entre estos años fue donde se le comenzó a dar más importancia a la Energía Nuclear .

Agosto de 1945 . Hiroshima es arrasada por la explosión de la primera bomba atómica . La noticia corrió por el mundo y la gente quedó estremecida de horror al darse cuenta del poder destructivo que el hombre tenía en su mano .

Pero antes de llegar a ese trágico momento de 1945 , la humanidad trabajó casi 2500 años para conseguir desarrollar tan tremenda fuerza . Tales de Mileto , en el año 600 antes de Cristo , descubre que el ámbar , al frotarlo , adquiere la propiedad de atraer los cuerpos ligeros , y desde entonces , paso a paso , los descubrimientos se suceden uno a otro ; el magnetismo , la electricidad , los acumuladores , los reactores ,etc.

En 1865 Joseph Loschmidt da la primera valoración de átomos en un fragmento de materia. Nombres como Faraday , Coulomb , Galvani , etc. , han quedado unidos para siempre a la historia del átomo , y si bien no intervinieron directamente en el descubrimiento de la escisión atómica , sin ellos , y sin muchos como ellos , no hubieron llegado los Curie a lograr la transmutación de la materia ni Hahn y Strassman a hacer "explotar" el núcleo del átomo" .

La Segunda Guerra Mundial aceleró los trabajos de investigación nuclear . Norteamericanos y alemanes se esforzaron en conseguir la tan temida bomba atómica . Rusia y más tarde Francia , Inglaterra y China entraron a formar parte del llamado club atómico . Demasiadas manos controlan ya ese temible poder , y si bien son innegables los numerosos beneficios que esta fuerza puede proporcionar en un mundo de paz , no deja de ser un peligro para la humanidad que naciones poco prudentes y serenas controlen una potencia destructora de tal magnitud . Confiamos en que la sensatez de los hombres impedirá un holocausto que destruya nuestro planeta . La mayoría de la gente piensa que la energía nuclear solo sirve para fabricar bombas y demás armas , pero esto no es así ya que a la energía nuclear , también se le han dado aplicaciones benéficas en pro de la humanidad para mejorar su calidad de vida.

El gran poder de la energía nuclear debe ser manejado con prudencia y si se utiliza sin cautela su gran poder destructor se volcaría en contra de nosotros provocando un holocausto en el que la destrucción y la desgracia terminarían con la raza humana y con todo lo que le llevó miles de años en construir todo esto por no saber utilizar con responsabilidad uno de los recursos que brinda la naturaleza.

La energía nuclear es uno de los temas que está causando mas polémica en los tiempos actuales , ya que a todo el mundo le concierne y puesto que es una fuerza destructora capaz de acabar con todo el mundo , con lo cual causa una gran preocupación y un gran interés entre la población.

En el mundo mueren cada año miles de personas con producto el hambre , por lo tanto , cada vez existe mayor preocupación por procurar un adecuado almacenamiento y manutención de los alimentos.

Las radiaciones son utilizadas en muchos países para aumentar el periodo de muchos alimentos. Es importante señalar , que la técnica de irradiación no genera efectos secundarios en la salud humana , siendo capaz de reducir en forma considerable el numero de organismos y microorganismos patógenos presentes en variados alimentos de consumo masivo.

La irradiación de alimentos es aplicada en Chile en una planta de irradiación multipropósito ubicada en el Centro de Estudios Nucleares Lo Aguirre con una demanda que obliga a su funcionamiento ininterrumpido los 365 días del año.

INTRODUCCIÓN

En la antigüedad sustentaron una teoría atomística , Empédocles , Demócrito y otros, quienes consideraban que la infinita variedad de substancias conocidas podía explicarse si se admitía que la materia estaba compuesta de diminutas partículas indivisibles e indestructibles , a las cuales denominaban átomos. Las diversas manifestaciones del antiguo atomismo griego y romano eran una doctrina mas bien filosófica que científica .

El desarrollo de una teoría atómica científica comienza en 1803 con los trabajos del químico y matemático inglés John Dalton . Aunque algunas de sus afirmaciones han sido desechadas por erróneas , el concepto fundamental que introdujo ha resistido desde entonces los embates de las pruebas experimentales y constituye la base de muchas investigaciones físico-químicas modernas.

Al igual que los filósofos griegos , Dalton sostuvo la hipótesis de la existencia de las pequeñas partículas indivisibles e indestructibles , pero fue mucho más allá que todos sus antecesores al asignarle al átomo propiedades específicas . Contrariamente al atomismo griego , su teoría era capaz de explicar y correlacionar los resultados de los experimentos prácticos y de conducir a predicciones sobre los alcances de nuevas investigaciones .

Hoy sabemos que los átomos se componen por lo menos de tres partículas básicas : electrones , protones y neutrones . Los electrones son partículas ultralivianas cargadas de electricidad negativa. Su descubrimiento permitió el uso práctico del radio, la televisión y los rayos X . Los protones son partículas un tanto más pesadas que los electrones y provistas de una carga de igual magnitud , pero positiva . Los neutrones son partículas ligeramente más pesadas que los protones, sin carga eléctrica alguna .

Hasta los comienzos del siglo XIX , el tema de la composición de la materia no pasaba de ser un motivo de estudio para los filósofos , y no fue sino hasta que Dalton , cuidadoso experimentador y pensador profundo , comenzó a analizar las antiguas teorías cuando la ciencia pudo avanzar hacia una meta precisa .

PRINCIPIOS BASICOS

Energía Nuclear

La energía nuclear es aquella que se libera como resultado de una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de Fisión Nuclear (división de núcleos atómicos pesados) o bien por Fusión Nuclear (unión de núcleos atómicos muy livianos). En las reacciones nucleares se libera una gran cantidad de energía debido a que parte de la masa de las partículas involucradas en el proceso, se transforma directamente en energía. Lo anterior se puede explicar en base a la relación Masa-Energía producto de la genialidad del gran físico Albert Einstein.

En relación a la liberación de energía, una reacción nuclear es un millar de veces más energética que una reacción química, por ejemplo la generada por la combustión del combustible fósil del metano.

Fisión Nuclear

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 U-235.
El proceso de la fisión permite el funcionamiento de los Reactores Nucleares que actualmente operan en el mundo.

Fusión Nuclear

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.

El confinamiento de las partículas se logra utilizando un "Confinamiento Magnético", o bien un "Confinamiento Inercial". El Confinamiento Magnético aprovecha el hecho que el plasma está compuesto por partículas (núcleos) con carga eléctrica. Se sabe que si una de estas partículas interactúa con un Campo Magnético su trayectoria y velocidad cambian, quedando atrapadas por dicho Campo. El Confinamiento Inercial permite comprimir el plasma hasta obtener densidades de 200 a 1000 veces mayor que la de sólidos y líquidos. Cuando se logra la compresión deseada se eleva la temperatura del elemento, lo que facilita aún más el proceso de la fusión.

ANTECEDENTES

Un Poco de Historia

Cinco siglos antes de Cristo, los filósofos griegos se preguntaban si la materia podía ser dividida indefinidamente o si llegaría a un punto que tales partículas fueran indivisibles. Es así, como Demócrito formula la teoría de que la materia se compone de partículas indivisibles, a las que llamó átomos .

En 1803 el químico inglés John Dalton propone una nueva teoría sobre la constitución de la materia. Según Dalton toda la materia se podía dividir en dos grandes grupos: los elementos y los compuestos. Los elementos estarían constituidos por unidades fundamentales, que en honor a Demócrito, Dalton denominó átomos. Los compuestos se constituirían de moléculas, cuya estructura viene dada por la unión de átomos en proporciones definidas y constantes. La teoría de Dalton seguía considerando el hecho de que los átomos eran partículas indivisibles.

Hacia finales del siglo XIX, se descubrió que los átomos no son indivisibles, pues se componen de varios tipos de partículas elementales. La primera en ser descubierta fue el electrón en el año 1897 por el investigador Sir Joseph Thomson, quién recibió el Premio Nobel de Física en 1906. Posteriormente, Hantaro Nagaoka (1865-1950) durante sus trabajos realizados en Tokio, propone su teoría según la cual los electrones girarían en órbitas alrededor de un cuerpo central cargado positivamente, al igual que los planetas alrededor del Sol. Hoy día sabemos que la carga positiva del átomo se concentra en un denso núcleo muy pequeño, en cuyo alrededor giran los electrones.

El núcleo del átomo se descubre gracias a los trabajos realizados en la Universidad de Manchester, bajo la dirección de Ernest Rutherford entre los años 1909 a 1911. El experimento utilizado consistía en dirigir un haz de partículas de cierta energía contra una plancha metálica delgada, de las probabilidades que tal barrera desviara la trayectoria de las partículas , se dedujo la distribución de la carga eléctrica al interior de los átomos.

Constitución del Atomo y Modelos Atómicos

La descripción básica de la constitución atómica, reconoce la existencia de partículas con carga eléctrica negativa, llamados electrones, los cuales giran en diversas órbitas (niveles de energía) alrededor de un núcleo central con carga eléctrica positiva. El átomo en su conjunto y sin la presencia de perturbaciones externas es eléctricamente neutro.

El núcleo lo componen los protones con carga eléctrica positiva, y los neutrones que no poseen carga eléctrica.

El tamaño de los núcleos atómicos para los diversos elementos están comprendidos entre una cienmilésima y una diezmilésima del tamaño del átomo.

La cantidad de protones y de electrones presentes en cada átomo es la misma. Esta cantidad recibe el nombre de número atómico, y se designa por la letra "Z". A la cantidad total de protones más neutrones presentes en un núcleo atómico se le llama número másico y se designa por la letra "A".

Si designamos por "X" a un elemento químico cualquiera, su número atómico y másico se representa por la siguiente simbología:

ZXA

Por ejemplo, para el Hidrogeno tenemos: 1H1.

Si bien, todas las características anteriores de la constitución atómica, hoy en día son bastante conocidas y aceptadas, a través de la historia han surgido diversos modelos que han intentado dar respuesta sobre la estructura del átomo. Algunos de tales modelos son los siguientes:

El Modelo de Thomson

Thomson sugiere un modelo atómico que tomaba en cuenta la existencia del electrón, descubierto por él en 1897. Su modelo era estático, pues suponía que los electrones estaban en reposo dentro del átomo y que el conjunto era eléctricamente neutro. Con este modelo se podían explicar una gran cantidad de fenómenos atómicos conocidos hasta la fecha. Posteriormente, el descubrimiento de nuevas partículas y los experimentos llevado a cabo por Rutherford demostraron la inexactitud de tales ideas.

El Modelo de Rutherford

Basado en los resultados de su trabajo que demostró la existencia del núcleo atómico, Rutherford sostiene que casi la totalidad de la masa del átomo se concentra en un núcleo central muy diminuto de carga eléctrica positiva. Los electrones giran alrededor del núcleo describiendo órbitas circulares. Estos poseen una masa muy ínfima y tienen carga eléctrica negativa. La carga eléctrica del núcleo y de los electrones se neutralizan entre sí, provocando que el átomo sea eléctricamente neutro.

El modelo de Rutherford tuvo que ser abandonado, pues el movimiento de los electrones suponía una pérdida continua de energía, por lo tanto, el electrón terminaría describiendo órbitas en espiral, precipitándose finalmente hacia el núcleo. Sin embargo, este modelo sirvió de base para el modelo propuesto por su discípulo Neils Bohr, marcando el inicio del estudio del núcleo atómico, por lo que a Rutherford se le conoce como el padre de la era nuclear.

El Modelo de Bohr

El físico danés Niels Bohr ( Premio Nobel de Física 1922), postula que los electrones giran a grandes velocidades alrededor del núcleo atómico. Los electrones se disponen en diversas órbitas circulares, las cuales determinan diferentes niveles de energía. El electrón puede acceder a un nivel de energía superior, para lo cual necesita "absorber" energía. Para volver a su nivel de energía original es necesario que el electrón emita la energía absorbida ( por ejemplo en forma de radiación). Este modelo, si bien se ha perfeccionado con el tiempo, ha servido de base a la moderna física nuclear.

Modelo Mecano - Cuántico

Se inicia con los estudios del físico francés Luis De Broglie, quién recibió el Premio Nobel de Física en 1929. Según De Broglie, una partícula con cierta cantidad de movimiento se comporta como una onda. En tal sentido, el electrón tiene un comportamiento dual de onda y corpúsculo, pues tiene masa y se mueve a velocidades elevadas. Al comportarse el electrón como una onda, es difícil conocer en forma simultánea su posición exacta y su velocidad, por lo tanto, sólo existe la probabilidad de encontrar un electrón en cierto momento y en una región dada en el átomo, denominando a tales regiones como niveles de energía. La idea principal del postulado se conoce con el nombre de Principio de Incertidumbre de Heisenberg.

Radiactividad

Radiactividad Natural

En Febrero de 1896, el físico francés Henri Becquerel investigando con cuerpos fluorescentes (entre ellos el Sulfato de Uranio y el Potasio), halló una nueva propiedad de la materia a la que posteriormente Marie Curie llamó "Radiactividad". Se descubre que ciertos elementos tenían la propiedad de emitir radiaciones semejantes a los rayos X en forma espontánea. Tal radiación era penetrante y provenía del cristal de Uranio sobre el cual se investigaba.

Marie y Pierre Curie al proseguir los estudios encontraron fuentes de radiación natural bastante más poderosas que el Uranio original, entre estos el Polonio y el Radio.

La radiactividad del elemento no dependía de la naturaleza física o química de los átomos que lo componen, sino que era una propiedad radicada en el interior mismo del átomo.

Hoy en día se conocen más de 40 elementos radiactivos naturales, que corresponden a los elementos más pesados. Por arriba del número atómico 83, todos los núcleos naturales son radiactivos.

Desintegraciones Alfa, Beta, Gamma.

La radiactividad es un fenómeno que se origina exclusivamente en el núcleo de los átomos radiactivos. La causa que los origina probablemente se debe a la variación en la cantidad de partículas que se encuentran en el núcleo.

Cuando el núcleo atómico es inestable a causa del gran número de protones que posee (ocurre en los elementos más pesados, es decir con Z = 83 o superior), la estabilidad es alcanzada, con frecuencia, emitiendo una partícula alfa, es decir, un núcleo de Helio (2He4) formado por dos protones y dos neutrones.

Cuando la relación de neutrones/protones en un núcleo atómico es elevada, el núcleo se estabiliza emitiendo un neutrón, o bien como ocurre con frecuencia, emitiendo una partícula beta, es decir, un electrón.

Cuando la relación de neutrones/protones es muy pequeña, debe ocurrir una disminución en el número de protones o aumentar el número de neutrones para lograr la estabilidad del núcleo. Esto ocurre con la emisión de un electrón positivo o positrón, o bien absorbiendo el núcleo un electrón orbital.

Los rayos gamma son ondas electromagnéticas de gran energía, muy parecidos a los rayos X, y en ciertas ocasiones se presentan cuando ocurre una desintegración de partículas beta, o bien una emisión de positrones. Por lo tanto, la radiación gamma no posee carga eléctrica y su naturaleza ondulatoria permite describir su energía en relación a su frecuencia de emisión.

Radiactividad Artificial

Al bombardear diversos núcleos atómicos con partículas alfa de gran energía, se pueden transformar en un núcleo diferente, por lo tanto, se transforma en un elemento que no existe en la naturaleza. Los esposos Irene Curie y Frédéric Joliot, experimentando con tales procesos descubren la radiactividad artificial, pues se percatan que al bombardear ciertos núcleos con partículas procedentes de fuentes radiactivas estos se vuelven radiactivos. Si la energía de las partículas es adecuada, entonces puede penetrar en el núcleo generando su inestabilidad y por ende, induciendo su desintegración radiactiva.

Desde el descubrimiento de los primeros elementos radiactivos artificiales, el hombre ha logrado en el tiempo obtener una gran cantidad de ellos. Es clave en este proceso la aparición de los llamados aceleradores de partículas y de los reactores nucleares. Estos últimos son fuente importante de neutrones que son utilizados para producir gran variedad de radioisótopos.

Radiaciones

Radiaciones Ionizantes

Son radiaciones con energía necesaria para arrancar electrones de los átomos. Cuando un átomo queda con un exceso de carga eléctrica, ya sea positiva o negativa, se dice que se ha convertido en un ión (positivo o negativo).

Son radiaciones ionizantes los rayos X, las radiaciones alfa, beta, gamma y la emisión de neutrones.

La radiación cósmica ( proveniente del Sol y del espacio interestelar ) también es un tipo de radiación ionizante, pues está compuesta por radiaciones electromagnéticas y por partículas con gran cantidad de energía. Es así como, los llamados rayos cósmicos blandos, se componen principalmente de rayos gamma, electrones o positrones, y la radiación cósmica primaria ( que llega a las capas más altas de la atmósfera ) se compone fundamentalmente de protones. Cuando la radiación cósmica interactúa con la atmósfera de la Tierra, se forman en ella átomos radiactivos (como el Tritio y el C-14) y se producen partículas alfa, neutrones o protones.

Las radiaciones ionizantes pueden provocar reacciones y cambios químicos con el material con el cual interaccionan. Por ejemplo, son capaces de romper los enlaces químicos de las moléculas o generar cambios genéticos en células reproductoras.

Radiaciones No Ionizantes

Son aquellas que no son capaces de producir iones al interactuar con los átomos de un material.

Las radiaciones no ionizantes se pueden clasificar en dos grandes grupos: los campos electromagnéticos y las radiaciones ópticas.

Dentro de los campos electromagnéticos se pueden distinguir aquellos generados por las líneas de corriente eléctrica o por campos eléctricos estáticos. Otros ejemplos son las ondas de radiofrecuencia, utilizadas por las emisoras de radio en sus transmisiones, y las microondas utilizadas en electrodomésticos y en el área de las telecomunicaciones.

Entre las radiaciones ópticas se pueden mencionar los rayos láser, los rayos infrarrojos, la luz visible y la radiación ultravioleta. Estas radiaciones pueden provocar calor y ciertos efectos fotoquímicos al actuar sobre el cuerpo humano.

En 1896, el físico francés Henri Becquerel descubrió por accidente que los minerales de uranio emitían espontáneamente energía en forma de radiación. En la actualidad, el fenómeno se acepta con facilidad, pero en aquella época pareció extraño, pues representaba una amenaza contra la ley de conservación de la energía. Varios hechos importantes emergieron rápidamente de estudios posteriores sobre lo que ahora se denomina radiactividad: los compuestos de uranio puro que se extrajeron del mineral resultaron menos radiactivos que el mineral crudo en si mismo. Esta diferencia revelo que existían otras substancias más radiactivas mezcladas con el uranio. Con una serie de operaciones de separación cuidadosas y tediosas realizadas por Marie y Pierre Curie se logró el descubrimiento de nuevos elementos radiactivos, el más importante de los cuales fue el radio.

Los esposos Curie también descubrieron que la radiactividad de las substancias depende de sus elementos, más no de sus compuestos. Así, un gramo de radio tiene la misma radiactividad como metal puro que como cualquiera de sus compuestos.

Deben enfatizarse dos aspectos de la radiactividad:

Cuando el átomo de un elemento radiactivo emite energía también se descompone, con lo que nace un átomo nuevo. El nuevo elemento, llamado vástago del que lo produjo, también puede ser radiactivo y producir otro vástago, y así prosigue la cadena hasta que surja un elemento estable (no radiactivo) que le ponga fin. Por ejemplo, la serie de desintegración radiactiva en que participa el radio avanza en nueve pasos adicionales hasta terminar con una forma estable del plomo. Aunque sus isótopos muestran grandes semejanzas químicas, pueden presentar propiedades nucleares muy diferentes; en realidad, una forma puede ser radiactiva y la otra no. Las formas radiactivas se denominan radio. isótopos. Estos también se identifican por sus números de masa, expresados, por ejemplo, como U-235, o Ra-226.

Ahora examinemos el ritmo de la desintegración radiactiva. Si se observa solo un átomo, supongamos de Ra-226, que contiene un núcleo cuando se descompondrá? Esta pregunta no puede responderse. Piénsese en el núcleo de radio como un haz energético de materia cargada con electricidad; puede o no desintegrarse durante x periodo. No obstante, sabemos que lo más probable es que el núcleo del radio se descomponga en cualquier minuto, día, año o siglo. Para comprender mejor esta idea tomemos un ejemplo más común. Imagínese que se están haciendo burbujas de jabón y que observa como se rompen en el aire. ¿Cuanto durará la primera burbuja? Es imposible predecir su duración con certeza, pero digamos que usted sabe que si espera un minuto la burbuja tendrá una posibilidad del 50-50 de perdurar. Ahora, imagínese que hay 64 burbujas semejantes. Después de un minuto, se esperara que queden 32 burbujas intactas; las otras 32 se habrán deshecho. Al cabo de otro minuto, las 32 restantes se habrán reducido otra vez a la mitad y solo se esperara que queden 16. Transcurrido el tercer minuto se esperara que queden ocho, y así sucesivamente. En vista de que se prevé que la mitad se rompa en cualquier momento, este intervalo se denomina periodo de vida media.

Este concepto se aplica a los radioisótopos. El núcleo de un átomo de un Ra-226 tiene una probabilidad de 50-50 de sobrevivir en cualquier intervalo dado de 1600 años. Por consiguiente, si un gramo se colocara en 1980 dentro de un recipiente, solo quedaría medio gramo después de 1600 años (en el año 3580), y únicamente un cuarto después de otros 1600 años (en el año 5180), y así sucesivamente. Este proceso se llama desintegración radiactiva.

El concepto de periodo de vida media no significa que después de 1600 años sin modificación alguna la mitad del Ra-226 se desintegre repentinamente. Recuerde las burbujas de jabón: no pueden romperse al unísono, a intervalos de un minuto; más bien, se observara que algunas roturas ocurren más o menos en forma regular. El periodo de vida media es un valor promedio para todas la burbujas, como lo es para los núcleos del radio. Esto significa que existe la posibilidad de que ocurran descomposiciones en cualquier intervalo.

Como hay una gran cantidad de átomos en una muestra de radio (aproximadamente 2.65 x 102 por gramo), cada segundo se desintegran muchos y un contador Geiger responderá sonando todo el tiempo.

El ritmo al que la radiación es emitida por una muestra de Ra-226 depende de la cantidad de este. Puesto que esta cantidad va decreciendo constantemente, la velocidad de emisión o radiactividad de la muestra de Ra-226 decrece también. Sin embargo, recuérdese que el Radio226 produce otros radioisótopos al desintegrarse. Así pues, toda muestra que se haya estado desintegrando durante algún tiempo limitado contendrá algo del Ra-226 original y algo de cada uno de sus "vástagos" radiactivos, así como del producto final estable, Pb-206. Estos radioisótopos tienen vida media distinta, que va desde fracciones de segundo hasta alrededor de 20 años. Por consiguiente, la radiactividad total producida por una muestra de radio, junto con sus productos radiactivos de desecho, es mayor que la producida por la muestra de Ra-226 sola.

He aquí la ultima pregunta: si los núcleos de los elementos radiactivos son inestables, por que siguen existiendo algunos en la Tierra? La única respuesta posible es: son vástagos de los radioisótopos que presentan vida media muy prolongada. Por ejemplo la vida media del U-238 natural, U-235, es de 4500000000 de años. Sus radiaciones y el efecto de la radiación que llega a la Tierra del espacio exterior se le llama radiación de fondo.

En años recientes, el hombre ha aumentado considerablemente la cantidad de materiales radiactivos en varias partes de la Tierra. No podemos inventar nada que detenga esta radiactividad. Se va haciendo más lenta por desintegración radiactiva a un ritmo determinado por la vida media de los radioisótopos que intervienen.

REACTORES NUCLEARES

¿Qué es un Reactor Nuclear?

Es una instalación física donde se produce, mantiene y controla una reacción nuclear en cadena. Por lo tanto, en un reactor nuclear se utiliza un combustible adecuado que permita asegurar la normal producción de energía generada por las sucesivas fisiones. Algunos reactores pueden disipar el calor obtenido de las fisiones, otros sin embargo utilizan el calor para producir energía eléctrica.

El primer reactor construido en el mundo fue operado en 1942, en dependencias de la Universidad de Chicago (USA), bajo la atenta dirección del famoso investigador Enrico Fermi. De ahí el nombre de "Pila de Fermi", como posteriormente se denominó a este reactor. Su estructura y composición eran básicas si se le compara con los reactores actuales existentes en el mundo, basando su confinamiento y seguridad en sólidas paredes de ladrillos de grafito.

El Combustible:

Material fisionable utilizado en cantidades específicas y dispuesto en forma tal, que permite extraer con rapidez y facilidad la energía generada. El combustible en un reactor se encuentra en forma sólida, siendo el más utilizado el Uranio bajo su forma isotópica de U-235. Sin embargo, hay elementos igualmente fisionables, como por ejemplo el Plutonio que es un subproducto de la fisión del Uranio.

En la naturaleza existe poca cantidad de Uranio fisionable, es alrededor del 0,7%, por lo que en la mayoría de los reactores se emplea combustible "enriquecido", es decir, combustible donde se aumenta la cantidad de U-235.

Barras de Combustible:

Son el lugar físico donde se confina el Combustible Nuclear. Algunas Barras de Combustible contienen el Uranio mezclado en Aluminio bajo la forma de laminas planas separadas por una cierta distancia que permite la circulación de fluido para disipar el calor generado. Las laminas se ubican en una especie de caja que les sirve de soporte.

Núcleo del Reactor:

Esta constituido por las Barras de Combustible. El núcleo posee una forma geométrica que le es característica, refrigerado por un fluido, generalmente agua. En algunos reactores el núcleo se ubica en el interior de una piscina con agua a unos 10 a 12 metros de profundidad, o bien al interior de una vasija de presión construida en acero.

Barras de Control:

Todo reactor posee un sistema que permite iniciar o detener las fisiones nucleares en cadena. Este sistema lo constituyen las Barras de Control, capaces de capturar los neutrones que se encuentran en el medio circundante. La captura neutrónica evita que se produzcan nuevas fisiones de núcleos atómicos del Uranio. Generalmente las Barras de Control se fabrican de Cadmio o Boro.

Moderador:

Los neutrones obtenidos de la fisión nuclear emergen con velocidades muy altas (neutrones rápidos). Para asegurar continuidad de la reacción en cadena, es decir, procurar que los "nuevos neutrones" sigan colisionando con los núcleos atómicos del combustible, es necesario disminuir la velocidad de estas partículas (neutrones lentos). Se disminuye la energía cinética de los neutrones rápidos mediante choques con átomos de otro material adecuado, llamado Moderador.

Se utiliza como Moderador el agua natural (agua ligera), el agua pesada, el Carbono (grafito), etc..

Refrigerante:

El calor generado por las fisiones se debe extraer del núcleo del reactor. Para lograr este proceso se utilizan fluidos en los cuales se sumerge el núcleo. El fluido no debe ser corrosivo, debe poseer gran poder de absorción calorífico y tener pocas impurezas. Se puede utilizar de refrigerante el agua ligera, el agua pesada, el anhídrido carbónico, etc..

Blindaje:

En un reactor se produce gran cantidad de todo tipo de Radiaciones, las cuales se distribuyen en todas direcciones. Para evitar que los operarios del reactor y el medio externo sean sometidos indebidamente a tales radiaciones, se utiliza un adecuado "Blindaje Biológico" que rodea al reactor. Los materiales más usados en la construcción de blindajes para un reactor son el agua, el plomo y el hormigón de alta densidad, cuyo espesor es superior a los 1,5 metros.

Tipos de Reactores Nucleares

Existen dos tipos de reactores:

Los Reactores de Investigación.

Utilizan los neutrones generados en la fisión para producir radioisótopos o bien para realizar diversos estudios en materiales.

Los Reactores de Potencia.

Estos reactores utilizan el calor generado en la fisión para producir energía eléctrica, desalinización de agua de mar, calefacción, o bien para sistemas de propulsión.

Existen otros criterios para clasificar diversos tipos de reactores:

Según la velocidad de los neutrones que emergen de las reacciones de fisión. Se habla de reactores rápidos o bien reactores térmicos.

Según el combustible utilizado. Hay reactores de Uranio natural ( la proporción de Uranio utilizado en el combustible es muy cercana a la que posee en la naturaleza), de Uranio enriquecido (se aumenta la proporción de Uranio en el combustible).

Según el moderador utilizado. Se puede utilizar como moderador el agua ligera, el agua pesada o el grafito.

Según el refrigerante utilizado. Se utiliza como refrigerante el agua (ligera o pesada), un gas (anhídrido carbónico, aire), vapor de agua, sales u otros líquidos. Estos materiales pueden actuar en cierto tipo de reactores como refrigerante y moderador a la vez.

Hay dos tipos de reactores de potencia de mayor uso en el mundo: el Reactor de Agua en Ebullición y el Reactor de Agua a Presión:

Reactor de Agua en Ebullición (BWR)

Ha sido desarrollado principalmente en Estados Unidos, Suecia y Alemania.

Utiliza agua natural purificada como moderador y refrigerante. Como combustible dispone de U-238 enriquecido con U-235, el cual como se sabe, facilita la generación de fisiones nucleares.

El calor generado por la reacciones en cadena se utiliza para hacer hervir el agua. El vapor producido se introduce en una turbina que acciona un generador eléctrico. El vapor que sale de la turbina pasa por un condensador, donde es transformado nuevamente en agua líquida. Posteriormente vuelve al reactor al ser impulsada por un bomba adecuada.

Reactor de Agua a Presión (PWR)

Es ampliamente utilizado en Estados Unidos, Alemania, Francia y Japón.

El refrigerante es agua a gran presión. El moderador puede ser agua o bien grafito. Su combustible también es U-238 enriquecido con U-235. El reactor se basa en el principio de que el agua sometida a grandes presiones puede evaporarse sin llegar al punto de ebullición, es decir a temperaturas mayores de 100 °C. El vapor se produce a unos 600 °C, el cual pasa a un intercambiador de calor donde es enfriado y condensado para volver en forma líquida al reactor. En el intercambio hay traspaso de calor a un circuito secundario de agua. El agua del circuito secundario, producto del calor, produce vapor, que se introduce en una turbina que acciona un generador eléctrico.

Seguridad En Los Reactores Nucleares

Sistemas de Control.

Básicamente está constituido por las barras de control y por diversa instrumentación de monitoreo.

Las barras de control son accionadas por una serie de sistemas mecánicos, eléctricos u electrónicos, de tal manera de asegurar con rapidez la extinción de las reacciones nucleares.

La instrumentación de monitoreo se ubica en el interior o en el exterior del núcleo del reactor y su finalidad es mantener constante vigilancia de aquellos parámetros necesarios para la seguridad: presión, temperatura, nivel de radiación, etc..

Sistemas de Contención.

Constituido por una serie de barreras múltiples que impiden el escape de la radiación y de los productos radiactivos.

La primera barrera, en cierto tipo de reactores, es un material cerámico que recubre el Uranio utilizado como elemento combustible.

La segunda barrera es la estructura que contiene al Uranio, es decir, se trata de las barras de combustible.

La tercera barrera es la vasija que contiene el núcleo del reactor. En los reactores de potencia se denomina vasija de presión y se construye de un acero especial con un revestimiento interior de acero inoxidable.

La cuarta barrera lo constituye el edificio que alberga al reactor en su conjunto. Se conoce con el nombre de "Edificio de Contención" y se construye de hormigón armado de, a lo menos, 90 cm de espesor. Se utiliza para prevenir posibles escapes de productos radiactivos al exterior, resistir fuertes impactos internos o externos, soportar grandes variaciones de presión y mantener una ligera depresión en su interior que asegure una entrada constante de aire desde el exterior, de tal forma de evitar cualquier escape de material activado.

Concepto de Seguridad a Ultranza.

Toda central nuclear se diseña y construye bajo el concepto de Seguridad a Ultranza, es decir, se privilegia ante todo la seguridad de toda instalación. Se busca reducir al mínimo posible toda exposición a las radiaciones, no sólo en caso de accidente, sino durante las operaciones normales de su personal.

Ciclo del Combustible Nuclear

El Ciclo del Combustible Nuclear son todos los procesos por los cuales se somete al Uranio desde que se extrae de la tierra hasta su utilización en el reactor y su posterior reelaboración o su almacenamiento como residuo. Consta de las siguientes etapas:

Primera etapa de minería y concentración del Uranio.

En esta etapa se extrae el mineral y se separa el Uranio que contiene. Posteriormente se eliminan las impurezas que aún contiene el mineral de Uranio obtenido en el proceso de separación inicial. La concentración del mineral consiste en utilizar procesos físico-químicos para aumentar los contenidos de Uranio a valores superiores al 70%. En todo el proceso se utiliza Uranio natural cuya composición isotópica es de aproximadamente: 99% de U-238, 0.7% de U-235 y 0.006% de U-234.

Segunda etapa de Conversión y Enriquecimiento.

El Uranio concentrado se purifica por medio de sucesivos tratamientos en disoluciones y precipitaciones hasta que se convierte en un elemento llamado Hexafloruro de Uranio. Posteriormente el Hexafloruro de Uranio se enriquece, es decir, se aumenta la proporción de átomos de U-235 con respecto al U-238. Para ello se realiza una separación selectiva a nivel atómico, utilizando procesos de difusión gaseosa, ultracentrifugación, procesos aerodinámicos, intercambio químico o métodos de separación por láser.

Tercera etapa de Fabricación de Elementos Combustibles.

El Uranio enriquecido se somete a presión y altas temperaturas para transformarlo en pequeños cuerpos cerámicos. Las pastillas cerámicas se colocan en el interior de unas varillas rellenadas con un gas inerte. Las varillas se apilan en un tubo fabricado de una aleación de circonio, dando forma al llamado Elemento Combustible.

Cuarta etapa de Uso del Combustible en un reactor.

Los Elementos Combustibles se introducen en el interior del reactor y forman parte del núcleo del mismo. El Uranio presente en los Elementos Combustibles genera las fisiones que activan al reactor y a medida que transcurre el tiempo se gasta, dejando como desecho los productos de fisión, por ejemplo el Plutonio.

En las centrales de potencia el combustible gastado se almacena temporalmente en la propia instalación, en una piscina especialmente adecuada para ello, lo que permite bajar la actividad de los productos de fisión de vida corta.

Quinta etapa de Reelaboración.

Se sabe que en el combustible gastado se ha consumido sólo una pequeña fracción del Uranio que contiene. Se procede entonces a la reelaboración del combustible con el objeto de separar el Uranio que aún es utilizable. En el Proceso de reelaboración también se pueden aislar ciertas cantidades de Plutonio u otros productos de fisión, los cuales son de utilidad en el funcionamiento de algunos tipos de reactores. La reelaboración es compleja y demanda fuertes inversiones en plantas industriales de alta tecnología.

Sexta etapa de Almacenamiento de Residuos.

El almacenamiento de los residuos puede ser temporal o definitivo. El almacenamiento temporal supone, en algunos casos, el control y posterior reelaboración del combustible gastado. Si no es posible llevar a cabo la reelaboración el combustible gastado se almacena en forma definitiva.

Los residuos radiactivos se pueden clasificar según su origen, su forma (sólidos, líquidos, gaseosos), su nivel de radiactividad, por la vida media de los isótopos radiactivos que contienen (de vida larga, de vida corta), por la intensidad de las radiaciones que emiten, por su radiotoxicidad, o bien por sus necesidades de almacenamiento.

El almacenamiento definitivo generalmente se aplica a aquellos residuos de alta actividad y vida larga, y se puede realizar enterrándolos a distancias relativamente cortas respecto de la superficie terrestre (menos de 20 metros). También, se pueden almacenar en formaciones geológicas de mediana o gran profundidad (decenas a centenares de metros).

Es importante señalar, que el volumen de residuos radiactivos producidos por una central nuclear dependerá de las características de orden técnico del reactor que los produce. Es así como, los reactores de investigación poseen un núcleo pequeño con alta emisión de neutrones, generando cantidades de residuos bastante menores en comparación a los reactores de potencia.

Los reactores de fisión nuclear requieren combustible, y este ha de ser una substancia cuyos núcleos sean susceptibles de fisión. Hay dos combustibles importantes de fisión nuclear, a saber: el U-235 y el Pu-239. No son los únicos isótopos fisionables conocidos, pero son los que usan las plantas de energía y en ellos se basa la mayor parte de los diseños de futuras plantas.

El U-235 se encuentra al estado natural; constituye 0.7 por 100 del uranio natural. El 99.3 por 100 restante es el isótopo más pesado, U-238, del cual solo una parte muy pequeña experimenta fisión en el reactor. La reacción dominante de fisión puede expresarse así:

U-235 + 1 n° ==> productos de fisión + 2 a 3 n° + energía

El segundo combustible, Pu-239, no se encuentra en estado natural, sino que es producido por la reacción del U-238 con neutrones. Las reacciones pueden escribirse como sigue:

U-238 + 1 n° ==> Pu-239,

Pu-239 + 1 n° ==> productos de fisión + 2 a 3 n° + energía

Así pues, las dos fuentes principales de energía para la fisión que se encuentran en estado natural son: U-235 (fisionable, pero no abundante) y U-238 (abundante, pero no fisionable hasta haber sido convertido en Pu-239).

Las ecuaciones de fisión indican que le reactores necesitan, además de combustible, otro ingrediente esencial: los neutrones.

En primer lugar, un neutrón podría experimentar captura por fisión por U-235. Esto estaría muy bien, pues nos proporciona más neutrones para ramificar la cadena y la reacción genera energía. Pero existen algunos problemas. Los núcleos de U-235 y S010 capturan electrones lentos para someterlos a fisión, pero liberan neutrones rápidos. Por consiguiente, se necesita algún medio para retardar los neutrones emitidos y hacer que sean más asequibles a la captura. Uno de esos medios se llama moderador de neutrones. El primer material utilizado fue el grafito, pero el agua también es apropiada. Otro problema proviene del hecho de la exigua proporción de U-235 en el uranio natural. La velocidad de la fisión y, por consiguiente, la producción de energía, pueden acelerarse aumentando la proporción de U-235 en el combustible. Sin embargo, semejante enriquecimiento ha de limitarse porque no se puede permitir que la reacción en cadena se ramifique fuera de control.

En segundo lugar, un neutrón puede experimentar captura por no fisión por U-238, produciendo así Pu-239 , que puede a su vez ser objeto de fisión . Esta captura solo tiene lugar con neutrones rápidos, de modo que resultara impedida por los moderadores utilizados para retardar los neutrones con miras a la captura por fisión por U-235. Por otra parte, la producción de Pu-239 es, de hecho, una "generación" de nuevo combustible y constituye, por consiguiente, una fuente de energía muy atractiva para las necesidades del hombre.

En tercer lugar, un neutrón puede experimentar captura por no fisión por impurezas.

Esto ocasiona la perdida de neutrones y el amortiguamiento de la cadena, pero nos brinda también un medio fácil de controlar la reacción. En efecto, los productos de fisión se acumulan en forma de impurezas y, como absorben neutrones, los elementos del combustible que contaminan han de acabar eliminándose y purificándose. Sin embargo, es necesario tener un medio de control para absorber los neutrones y regular la reacción. El método más directo consiste en insertar una varilla de impurezas que absorban a los neutrones. Cuanta más impureza introducimos, más retardaremos la reacción.

Los dispositivos que efectúan esto se llaman barras de control; estas suelen contener cobalto o boro y otros metales, y se pueden introducir en el núcleo del reactor o extraerse de él, regulando así el flujo de neutrones con gran precisión.

Finalmente, como el neutrón, se desplaza en línea recta quizá no choque con otro núcleo del reactor y escape. Por supuesto, cuanto mayor sea el reactor, más átomos se opondrán al paso y mayor será la probabilidad de la captura del neutrón y menor la oportunidad de que escape. Estas circunstancias hacen que el tamaño del reactor sea de ciertas dimensiones: jamas tendremos generadores de fisión de bolsillo ni siquiera motores de fisión para motocicletas. Esta tendencia a escapar impone asimismo un blindaje, que impida la fuga de neutrones.

Lo anterior hace plantearnos esta pregunta: ¿de que modo puede construirse un reactor que satisfaga todas estas exigencias?

La primera decisión que es necesario tomar consiste en establecer si el reactor será diseñado sólo para generar energía del U-235 o si también será diseñando para producir Pu-239. Iniciaremos primero el análisis del reactor no autorregenerador.

No regeneradores

El reactor consta esencialmente de combustible, un moderador y barras de control. El combustible suele ser una forma cerámica de bióxido de uranio. Este compuesto esta en condiciones mucho mejores de retener la mayoría de los productos de fisión: del metal puro, aun estando sobrecalentado.

El combustible de uranio es preparado por tratamiento químico corriente (no nuclear) y consta del isótopo natural no fisionable ' U-238, enriquecido con el U-235 fisionable por un factor tres o cuatro veces por encima de su nivel al estado natural. Este bajo nivel de enriquecimiento proporciona una protección automática contra un aumento de la velocidad de fisión, si accidentalmente la temperatura llegara a subir por una falla, por ejemplo, del sistema de refrigeración. El combustible se introduce en el núcleo del reactor en forma de cartuchos largos y delgados. Estos cartuchos están recubiertos de acero inoxidable u otras aleaciones.

Los elementos del combustible están rodeados por el moderador, cuya función consiste recuérdelo el lector en aminorar la velocidad de los neutrones, de modo que experimenten captura por fisión. El agua es útil porque es a la vez moderadora y refrigerante.

En el reactor de agua hirviente, el calor de fisión convierte el agua en vapor. En el reactor de agua presurizada, el agua se conserva al estado liquido bajo una presión elevada. Libera luego la energía hacia otra masa de agua, que se halla en un cambiador de calor. La electricidad se genera del mismo modo que en las plantas de combustible fósil. El vapor impulsa una turbina que acciona un generador eléctrico; el vapor residual es enfriado y devuelto al cambiador de calor. Las barras de control están dispersas entre la matriz de los cartuchos de combustible, el moderador y el refrigerador. Sirven no solo para regular el flujo de neutrones, sino también como sistema de cierre de urgencia. Para acelerar la reacción en cadena, las barras se extraen un poco, en tanto que para retardarla se insertan más profundamente.

En el caso de una falla, las barras son empujadas rápidamente hasta El fondo del núcleo para capturar el mayor numero posible de neutrones y extinguir la reacción en cadena.

Regeneradores

Este proceso produce Pu-239 fisionable a partir del U-238 abundante y permite así que un reactor proporcione combustible para otro. (De ahí que los reactores "generen".) El U-238 se llama material "fértil", para conservar la metáfora biológica. El tiempo que un regenerador tarda en duplicar la cantidad de material fisionable depende de su diseño y funcionamiento; los valores obtenidos por calculo teórico van de 6 a 20 años. Un tiempo de duplicación intermedio lo consideran algunos una expectativa razonable.

La reacción requiere neutrones rápidos.

Esto significa que ha de excluirse el moderador que los retarda. El núcleo del reactor contiene, pues, U-238 altamente enriquecido con U-235 o Pu-239 (esto es, las fuentes de los neutrones rápidos), sin moderador alguno. El espacio libre dejado por el moderador puede contener combustible complementario enriquecido; de este modo, las concentraciones conjuntas de los materiales tanto fértiles como fisionables en el núcleo del regenerador son mucho mayores que en el no regenerador. Esta situación es más peligrosa, porque la energía es liberada en forma más concentrada. Así pues, en caso de accidente, existe un mayor peligro de sobrecalentamiento y de fusión del núcleo, lo que concentraría el combustible todavía más y liberaría con mayor rapidez productos radiactivos.

Lo compacto del núcleo del regenerador requiere una eliminación muy rápida del calor. El agua resulta desventajosa por ser un moderador de neutrones, lo cual debe evitarse. Además, el agua hierve a temperaturas relativamente bajas aun a presiones elevadas, y el vapor es un mal conductor de calor. El refrigerante de elección es el sodio liquido. El sodio es un metal de calor y brillo argentinoso, blando, químicamente activo. Reacciona con el agua para producir gas hidrogeno; en presencia de aire, el calor de la reacción puede producir, mediante chispa, la explosión del hidrogeno. El sodio se hace altamente radiactivo en contacto con el núcleo del reactor. Pero su propiedad salvadora reside en la capacidad de transportar rápidamente calor lejos del reactor, puesto que es un excelente conductor y permanece al estado liquido en un amplio rango de temperatura, desde 98 a 890 ºC, a la presión atmosférica normal.

El cambiador de calor en que se produce vapor para impulsar la turbina ha de estar blindado contra el sodio radiactivo. Esto se consigue con un anillo intermedio del sodio no radiactivo.

Es importante comprender las etapas de que consta su procesamiento, utilización y eliminación.

Existen dos ciclos diferentes. El primero se aplica a los reactores no autorregeneradores, y realmente se caracteriza mejor como un proceso no repetible y no como un ciclo (excepto que los desperdicios retornan finalmente a la tierra). En segundo se aplica a los reactores autorregeneradores, los cuales representan la economía nuclear del futuro, alguna vez llamada "economía del plutonio".

Ciclo no repetitivo del uranio

En diversas partes de la Tierra se extrae la mena de uranio como un deposito negro que contiene quizá el 0.3 por 100 de uranio. Este se concentra mediante una serie de procesos fisioquímicos para obtener un "barro" amarillo que contiene aproximadamente e1 80 por 100 de oxido de uranio, U3O8. Después de procesarlo más, el uranio se obtiene en forma de un oxido anaranjado brillante,' UO3.

Tómese en cuenta que solo aproximadamente O.7 por 100 del uranio natural constituye los isótopos fisionables del U-235.

Por tanto el siguiente paso consiste en enriquecerlo, que es la parte más difícil y costosa del ciclo del combustible. Como en la práctica los isótopos son químicamente idénticos, la separación debe efectuarse mediante procesos físicos. En dicho método, llamado difusión gaseosa, se aplica el principio de que las moléculas de los gases más ligeros atraviesan con mayor rapidez las barreras porosas que las moléculas de gases más pesados. Para sacar ventaja de ello se convierte al uranio, mediante técnicas químicas, en un producto gaseoso (hexafluoruro de uranio, UF6 ( y las moléculas con el U-235 más ligeras cruzan las barreras a una velocidad un poco mayor que las del U-238 que son más pesadas.

El material enriquecido se convierte de nuevo en oxido y se fabrica en pellas de combustible que se utilizan en la planta.

Después de uno o más años, cuando se ha consumido una porción apreciable de U-235 y se han acumulado los producto de la fisión, se separa del reactor el ensamblaje del combustible. Durante este tiempo, los productos de desperdicio se encuentran en su estado más intensamente radiactivo, y su manejo muy peligroso. Por consiguiente estos se depositan bajo el agua en un lugar de los locales de la planta durante algunos mese para permitir que se desintegre la mayor parte de los componentes en extremo radiactivos. Después, el combustible parcialmente desintegrado se envía a una planta de procesamiento de combustible.

Aquí se cortan las pellas, se disuelven y se procesan mediante procedimientos químico para recuperar el uranio y el plutonio (el cual se produjo mientras el combustible estuvo en el reactor).

El uranio puede convertirse de nuevo en UF6 y recircularse para su enriquecimiento, Pero no es rentable mientras existan menas ricas en uranio que se puedan explotar.

Mientras tanto, se almacena la mayor parte de él. También el plutonio se almacena para su posible utilización futura en reactores o como explosivo. Se separan y se reservan algunos radioisótopos que tengan aplicaciones especiales en la ciencia, la medicina o la industria. El resto constituye una solución de desechos radiactivos, los cuales deben someterse a cocción o evaporación para reducir su volumen y después se depositan en algún lugar durante un tiempo tan prolongado que parece eterno en comparación al periodo de vida humana o hasta de los sistemas políticos.

En la sección se analiza el problema de cómo y donde conservar este material.

Ciclo del combustible en el regenerador de plutonio

Revísese la descripción de los reactores autorregeneradores y tómese en cuenta que producen plutonio a partir del U-238.

Esta circunstancia altera el ciclo del combustible en dos formas importantes: 1) puede omitirse el paso del enriquecimiento de uranio debido a que el reactor produce su propio combustible; 2) el combustible producido, que es el plutonio, debe recuperarse e incorporarse otra vez en las pellas. En vista de que estas operaciones no se llevan a efecto en el mismo lugar, el ciclo del combustible del regenerador introduce plutonio en una forma sumamente enriquecida a canales de comercio y transporte, lo que acarrea consecuencias que se analizaran más adelante en este capitulo. En la figura se presenta un esquema de los dos ciclos.

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