Esta pregunta me la hizo ayer un alumno, y creo que es importante contestarla para no alarmar más a la gente (que pueda pensar lo mismo) tal y como está la situación en Japón y los problemas que están surgiendo con los reactores nucleares.
Si la palabra nuclear se relaciona con “accidente”, “problema”, “repugnante”, “peligrosa” o “radiación”, a partir de ahora aumentará el número de personas que piensen así. Algo lógico porque sólo nos acordamos de hablar de ciencia cuando hay un desastre de estos y llevamos a expertos a los debates para que nos expliquen lo que ha ocurrido. Pero ya es tarde, porque utilizamos la palabra nuclear en un contexto desfavorable. Vayamos a la pregunta.
Desde el punto de vista de la física, los reactores nucleares son muy similares a las bombas nucleares. En ambos casos, la fuente de energía es la reacción en cadena de uranio 235 y/o plutonio 239. Las bombas se sirven de las duplicaciones para lograr que toda la fisión tenga lugar en millonésimas de segundo, (ver Las matemáticas de la bomba nuclear) mientras que los reactores utilizan una reacción en cadena “sonstenida”, sin duplicaciones. Aunque en los reactores la fisión libera dos o tres neutrones, lo normal es que sólo uno de ellos impacte contra otro núcleo y provoque otra fisión, luego la tasa de reacción no aumenta. La energía se libera a un ritmo constante, calienta agua y produce vapor, lo que a su vez alimenta una turbina que alimenta un generador de electricidad.
Reacción en cadena del uranio 235
Los reactores de las centrales nucleares entrañan otros peligros, como estamos viendo, pero no el de explotar como una bomba atómica. La razón física por la cual un reactor nuclear es seguro es que, dada la gran cantidad de uranio 238 contenida en su núcleo, si los neutrones no están moderados, la reacción en cadena se detendrá. Es decir, a menos que se ralenticen los neutrones, el uranio 238 los absorberá y la reacción en cadena se verá interrumpida.
Los neutrones moderados son aquellos que, al pasar por un moderador de neutrones, disminuyen su energía hasta el rango de neutrones térmicos (neutrones lentos).
Aunque tanto una bomba atómica como un reactor nuclear pueden usar uranio como combustible, el nivel de pureza que requiere cada uno es completamente diferente. El uranio natural es un 99,3 % de uranio 238 y sólo un 0,7 % de uranio 235. Para que en una bomba se dé la reacción en cadena, es necesario eliminar el uranio 238, un agente contaminante que absorbe demasiados neutrones. En los reactores es diferente.
Se puede dar una reacción en cadena con neutrones moderados, de hecho, eso es lo que ocurrió en el accidente de Chernóbil. Pero cuando se usan neutrones moderados, la energía se ve sustancialmente limitada, puesto que la explosión destroza el reactor mucho antes de que se haya liberado una gran cantidad; en dos palabras, la explosión va más rápido que los neutrones. En las bombas nucleares, en cambio, no se da tal limitación, ya que, al usar uranio 235 puro, la reacción en cadena puede proseguir a base de neutrones rápidos.
Es decir, si un reactor nuclear moderado se descontrola, la energía resultante de la fisión aumentará hasta tal punto que hará saltar en pedazos la estructura. En el caso de Chernóbil, la energía liberada bastó para destruir el edificio e incendiar el moderador de carbono. Los reactores nucleares pueden explotar, sí, pero como la dinamita, no como una bomba atómica. La explosión de un reactor es peor que la de la dinamita por los residuos radiactivos que libera, no por el estallido en sí.
Si el combustible utilizado fuese uranio o plutonio apto para armas, el reactor sí explotaría igual que una bomba atómica.
Fuente consultada: Física para futuros presidentes. Richard. A. Müller
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