Energía nuclear ( energía de fisión nuclear vs. energía de fusión nuclear: fusión en caliente y fusión en frío )

La energía de fisión nuclear ( reacción en cadena ) es la usada hoy día en el mundo, tanto en los reactores nucleares de investigación como en los reactores de potencia o comerciales.En la fusión nuclear participan dos isótopos del hidrógeno ( el tritio: con dos neutrones y un protón, y el deuterio: con un neutrón y un protón ). Recordemos que el átomo de hidrógeno, sólo tiene un protón en su núcleo y un electrón orbital. Los átomos más ligeros con la mínima fuerza de repulsión, permiten se produzca la fusión de los átomos; lo contrario ocurre en la fisión donde los núcleos deben tener la máxima repulsión posible y ésto se logra  con átomos  con muchos protones ( las cargas eléctricas del mismo signo, en este caso el signo +, se repelen ). La llamada fusión nuclear en caliente es la que une los isótopos de hidrógeno: tritio y deuterio a 100.000.000 de grados.... La fusión nuclear fría, que permita crear energía sin necesidad de calentamiento, es el trabajo de los investigadores actualmente, ya que la fusión nuclear en caliente tiene dificultades para confinar el plasma ( tanto en confinamiento magnético como en confinamiento inercial ) por esas temperaturas tan altas ( del orden de millones de grados ). En la fisión nuclear el 1% de la materia se transforma en energía, en cambio en la fusión nuclear el 5% se transforma en energía . La energía nuclear lograda través fisión nuclear es la utilizada en los reactores actuales; más la energía nuclear a partir de la fusión nuclear es sólo una posibilidad ( en investigación ).

Reactor nuclear de potencia ( generación eléctrica ) vs. Reactor nuclear de Investigación ( proveer neutrones ).

La misión principal de un reactor de investigación es proporcionar neutrones con objetivos puntuales como son: INVESTIGAR acerca del comportamiento de los neutrones en un reactor nuclear. Producir radioisótopos de utilidad en la industria y en la medicina. CONOCER de manera más clara el comportamiento de los reactores. GANAR experiencia en el área de la Física y la Ingeniería nuclear. INVESTIGAR fenómenos físicos a nivel del átomo y su núcleo. CONOCER más acerca de la interacción de la radiación con los materiales. ANALIZAR los materiales mediante técnicas no destructivas. DESARROLLAR criterios de seguridad y de radioprotección. Además recordemos que el Uranio ( combustible en forma de UO2 ) es capaz de dañar el ADN ( genotóxico ), es venenoso para las células ( citotóxico ) y es capaz de inducir mutaciones ( mutagénico ). El reactor de potencia: generación vapor, turbina, generador eléctrico,...

Nombres de las partes de una central nuclear, con base de: 1. un esquema simple. 2. equipada con un reactor tipo BWR ( agua en ebullición ). esquema

1. Las partes de una central nuclear simplificada: partes por dentro del edificio de contención: reactor con barras de control, generador de vapor, bomba,... y partes por fuera del edificio de contención: turbina, generador de corriente eléctrica, refrigeración,... 2. Las partes de una central nuclear equipada con un reactor tipo BWR ( agua en ebullición ): las que están por dentro del edificio de contención de hormigón son el edificio de contención primaria de acero y dentro de éste se encuentran el núcleo, las barras de control, el separador y secador, el vapor, la bomba de recirculación, es decir, el reactor ( con sus elementos: combustible, moderador y refrigerante, ver entradas anteriores ); las partes que están por fuera: turbina accionada por el vapor, el alternador ( generador eléctrico ), condensador, agua de refrigeración, bomba de condensado,...  En otra entrada trataré el tema de los concentrados de uranio, la conversión de los mismos y el enriquecimiento del uranio en forma elemental y sencilla, como se han dado todos los temas anteriores tanto en el blog Investigaciones Jaime como en el blog Covarida.

Un breve resumen sobre el proceso de producción de energía eléctrica a traves de los diversos energéticos primarios.

Las HIDROELECTRICAS (embalses de agua, central hidroeléctrica, transformador, subestación, torre de transmisión, ciudades, industria, etc. ). Las TERMOELECTRICAS ( combustóleo y gas natural, generador de vapor, turbina de vapor, generador eléctrico y excitatriz, transformador, subestación, torre de transmisión, ciudades, industria, etc. ). Las CARBOELECTRICAS ( carbón natural, pulverizador de carbón, generador de vapor, turbina de vapor, generador eléctrico y excitatriz, transformador, subestación, torre de transmisión, ciudades, industria, etc. ). Las GEOTERMOELECTRICAS ( vapor del subsuelo, turbina de vapor, generador eléctrico y excitatriz, transformador, subestación, torre de transmisión, ciudades, industria, etc. ). Las NUCLEOELECTRICAS ( energía nuclear, REACTOR NUCLEAR, turbina de vapor, generador eléctrico y excitatriz, transformaador, subestación, torre de transmisión, ciudades, industria, etc. ). Las tres partes de una central nuclear tipo: 1. circuito primario ( edificio del reactor ), 2. circuito secundario ( generación de electricidad ) y 3. circuito de refrigeración.

Alguito sobre el Reactor térmico a muy alta temperatura ( VHTR ) y otros Reactores nucleares. Fisión y fusión nuclear.

El reactor térmico a muy alta temperatura ( VHTR ), presenta bondades de gran importancia tecnológica como lo es la producción de: ELECTRICIDAD, HIDROGENO ( H2 ) y CALOR INDUSTRIAL. Otros reactores: de agua a presión, de agua en ebullición, de agua pesada presurizada,...con los elementos de combustible, moderador y refrigerante similares, es decir, óxido de uranio, agua ligera, agua pesada, gas, grafito,...son reactores de una generación anterior al VHTR. El reactor de neutrones rápidos tiene como elementos el combustible ( PuO2 y UO2 ) y el refrigerante ( sodio ), no existe el elemento MODERADOR como en los anteriores. Una generación reciente de reactores nucleares: reactor térmico de agua supercrítica, reactor térmico o rápido de combustible en sales fundidas, reactor rápido refrigerado por plomo, reactor rápido de sodio, reactor rápido refrigerado por gas,.. La fisión nuclear: es un proceso natural, es una reacción nuclear, consiste en romper un átomo pesado generando así dos o más átomos más ligeros, se transforma en energía aproximadamente el 1% de la materia,...las centrales nucleares actuales son de fisión. La fusión nuclear: es un proceso artificial, es una reacción nuclear, aquí fundimos varios átomos ligeros para formar un átomo más pesado, se transforma aproximadamente el 5% de la materia en energía, es sólo una posibilidad,...

A nuestro entender toquemos algo sobre alguno de los temas de la actualidad: Física Nuclear y/o Reactores Nucleares.

Tanto en libros de Reactores Nucleares y Física Nuclear como en actividades de aprendizaje y alguna literatura más sobre el tema nuclear aprendí: los elementos de un Reactor Nuclear ( COMBUSTBLE: un material fisionable como el óxido de uranio, UO2, que con las reacciones de fisión como fuente de generación de calor y con éste se mueve la turbina acoplada a un generador de electricidad....MODERADOR: como el agua común, el agua pesada y el grafito con el fin de disminuir la velocidad de los neutrones rápidos con el fin de convertirlos en neutrones lentos o térmicos... REFRIGERANTE: su misión es la de extraer el calor generado por el COMBUSTIBLE UO2 del reactor.Se usa el agua pesada y el agua ligera o el helio y el CO2...REFLECTOR: se utilizan como reflectores el agua pesada, el agua común y el grafito. Su misión reducir el escape de neutrones de la zona del combustible y así disponer de más neutrones para la reacción en cadena... ELEMENTOS DE CONTROL: para controlar la población de neutrones en cada instante y tienen formas de barra y son los  absorbedores de los neutrones con ello controlar así mismo la reactividad del reactor: crítico durante su funcionamiento y subcrítico durante las paradas... BLINDAJE: aquí se utilizan el hormigón, el plomo y el agua como blindaje. Su misión evitar la fuga de radiación gamma y de neutrones....).Continuará el H2 en otra entrada.

Zonas Francas ( Tecnológicas ) Regionales y el compromiso de la Universidad, sus Posgrados y la Red de Empresas en Santander ( Colombia ).

Durante varios años he venido desarrollando algunos Programas Académicos de Educación Superior en los niveles de Pregrado, Especialización, Maestría ( formalmente ) e informalmente con diferentes estrategias sanas el Doctorado ( Física e Ingeniería de Alimentos especialmente ). Al confrontar lo anterior con la realidad actual de la Sociedad santandereana más pareciera que tanto en las Universidades como en las Empresas locales prevalece la indiferencia en temas como los de Investigación, Desarrollo, Innovación, competitividad, emprendimiento,... La Visión y la Misión, mensajes hermosos en las oficinas deben ser ciertos y no mentirosos. En algún  Programa de Doctorado en Ingeniería con área de énfasis Ingeniería de Alimentos, se pudo apreciar y estudiar el objetivo, el tiempo de duración del programa ( dos etapas: una de aspirante a Doctor con 40 créditos y otra de candidato a Doctor con unos 78 créditos ) cuatro años, las líneas de investigación ( Biocatálisis, Fermentación láctica, Procesos de separación con tecnología de membranas,... ), los cursos del área de énfasis ( Biotecnología de alimentos, Ingeniería de bioprocesos, Enzimología aplicada, Procesos de transferencia de calor, masa y momentum,... ). Tanto los gobernantes como los líderes de la gestión igualmente sin visión y menos con misión  sobre el tema no hacen nada por dotar de una infraestructura en Plantas Piloto y en Laboratorios de análisis de alimentos para que las Universidades locales puedan ofertar Programas a nivel de Posgrado,... Ojo con el TLC,... la Calidad en los procesos de producción,...

Los años de Estudio, la Escolaridad y la Sociedad colombiana.

La Básica Primaria ( 5 años ), la Básica Secundaria ( 4 años ), la Media Vocacional ( 2 años ) y la Profesional ( 4 a 7 años ). Los Posgrados: las Especializaciones ( pueden ir desde 1 año a 2 años y hasta más... ), las Maestrías ( pueden ir desde 2 años a 3 años y hasta más... ) y los Doctorados ( pueden ir desde 4 años a 7 años y hasta más... ). Ahora vienen los Post-Doctorados,...Así nuestra Colombia podrá tener una Sociedad con hombres dotados y con vocación  para la INVESTIGACION, el DESARROLLO, la INNOVACION, la COMPETITIVIDAD, el EMPRENDIMIENTO,... La UNIVERSIDAD: los Docentes, los Egresados, los Titulados,...el CONOCIMIENTO,...las Zonas Francas, la Red de Empresas, los Mercados: Líderes o Comodines de la Gestión...