¿Qué es la energía atómica? - Conoce todo sobre tipos de energía

La energía atómica es aquella que se genera mediante las reacciones nucleares en cadena en una central nuclear. Esta, es una de las tecnologías sustentables más influyentes en la actualidad, debido a su versatilidad e impacto en el medio ambiente. Por lo que, si quieres saber qué es, cómo se produce, sus características y más, aquí te enseñamos.

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Significado de energía atómica en física

La energía atómica, conocida también como energía nuclear, es aquella que se libera de manera espontánea o artificial a raíz de una reacción nuclear en cadena cuando se rompen o se unen los átomos. Debido a que estos se encuentran compuestos por tres partículas subatómicas, que son los protones, neutrones y electrones, para mantenerse unidos entre sí, hacen uso de unos enlaces de energía.

Una vez se rompe el enlace o se une una nueva partícula, la energía atómica es liberada, la cual suele ser aprovecha de diversas maneras. Por ejemplo, se usa como fuente de electricidad para la fabricación de armas nucleares, como parte de la mecánica de los vehículos y más. Sin embargo, la destrucción o unión de enlaces solo ocurre a través de dos tipos de reacciones químicas: la fisión y la fusión.

La fusión es el proceso que experimentan los átomos cuando los núcleos atómicos se unen entre sí, generando nuevas moléculas. Para ello, se hace uso de elementos pequeños, como el hidrógeno. Mientras que, la fisión nuclear es cuando los núcleos de los átomos se fragmentan en diversas partes, liberando energía. Para este tipo de reacción, se hace uso de los átomos de uranio, ya que los mismos son muy inestables y de gran tamaño. Por lo que generarán más energía.

El término de energía atómica es bastante amplio, puesto que, en la mayoría de los casos, engloba a otros tipos de energías que surgen a raíz de las reacciones atómicas. Como se puede observar en la energía mecánica, la energia térmica y la eléctrica. Por lo que, no es común referirse a la energía atómica como una simple reacción, sino como un concepto amplio que toma en cuenta las diversas técnicas que hay para generar energía.

¿Cómo funciona la energía atómica?

La energía atómica surge a raíz de una reacción en cadena de fisión, en la cual un núcleo se separa, disminuyendo su masa atómica y liberando energía exotérmica. Luego, esta es procesada de manera tal, dentro de un reactor nuclear, que se obtiene energía eléctrica y otros derivados nucleares.

¿Cuáles son las características de la energía atómica?

• Es una energía no renovable y no pertenece al grupo de las tecnologías limpias.
• Para que se produzca, es necesario que un átomo se someta al proceso de fisión o de fusión nuclear. De esta manera, se logra generar energía exotérmica.
• Es una fuente de energía eficiente.
• Los elementos químicos que más se usan con este fin son el plutonio y el uranio, debido a su inestabilidad, lo que los hace muy radiactivos.
• Genera desechos reactivos, los cuales son dañinos para la vida y no se degradan fácilmente.
• Su producción es costosa, ya que es necesario que se construya un lugar adecuado para que se puedan efectuar las reacciones atómicas.

¿Cómo se produce la energía atómica?

La energía atómica se produce a través de reacciones químicas que se dan en la parte interna de los núcleos atómicos de unos determinados isótopos. Estos, al ser varios átomos de un mismo elemento químico, pero que difieren de la cantidad de neutrones, provoca que los mismos se induzcan a la fisión nuclear. La cual permite que surja la radiación calórica que generará la energía.

Para ello, se buscan los radioisótopos. Por el hecho de que son los más inestables en la tabla periódica al tener un exceso de energía nuclear. Además, son los que emiten altas cantidades de radiación gamma. Uno de los elementos químicos más usados para producir la energía atómica es el Uranio, más específicamente el isótopo de uranio 235.

Sin embargo, para que surja la energía atómica es necesario que el isótopo sea sometido a la fisión. Este es un proceso químico exotérmico en el cual un núcleo sufre una división, generándose de esta forma, algunos subproductos como los neutrones libres y una gran cantidad de energía. Del mismo modo, es la manera en la cual se liberan los fotones, que son, en su mayoría, radiación gamma.

En síntesis, se puede decir que la fisión es una transmutación nuclear, en la cual los fragmentos no pertenecen al mismo elemento que era el átomo del cual se desprendieron, lo cual puede verse planteado dentro de un diagrama de relaciones químicas. No obstante, gracias a esto, se puede apreciar una cantidad sustancial de energía. Emanando de esta forma, mucha más energía que una simple reacción común.

Este se considera el principio básico que ha permitido a las empresas nucleares seguir generando energía atómica y que sea viable para la economía del país. Para ello, inducen la fisión del Uranio cuando le bombardean su núcleo atómico con otros átomos fisionables que tienen una determinada energía. Generando así, la reacción.

¿La energía atómica es renovable?

Las energías renovables son las que hacen uso de recursos naturales o combustibles inagotables, como el viento, que permite que se puedan regenerar de manera igualitaria o similar a medida que se va consumiendo. Por ejemplo, la energía solar y la energía eólica son parte fundamental de las energías renovables.

Sin embargo, la energía atómica no es renovable, por el hecho de que, para obtenerla, es necesario emplear elementos que se agotan mucho más rápido de lo que se generan. Gran parte de este tipo de energía se consigue gracias a la fisión de los isotopos de uranio, un elemento químico que se puede encontrar libre en la naturaleza.

A pesar de que se han implementado plantas para que se genere el uranio gracias a su uso actual, no es lo suficientemente eficiente para que tenga un tiempo de producción igual o menor que el de su consumo. Incluso, aunque lo podemos encontrar en inmensas reservas en el mar. Se considera que no es rentable para ser explotado.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la energía atómica?

El uso de la energía atómica a fecha de hoy sigue siendo muy cuestionada, por el hecho de que presenta varias desventajas a ojos de la mayoría de sus opositores. Sin embargo, los científicos han demostrado que si existen ventajas que permiten que aún sea considerada como una alternativa viable para diversos procesos.

Las ventajas de la energía atómica son:

• Su utilización produce mucha más energía que una simple reacción química o cualquier alternativa que existe hasta el momento. Esto provoca que, a base de una menor cantidad de componentes, logremos obtener mejores resultados, logrando así, una mayor ganancia monetaria.
• La energía atómica comenzó a ganar mayor relevancia cuando se demostró que gracias a esta, se puede disminuir el uso del gas, del carbón y del petróleo. Debido a que estos tres han comenzado a escasear, sus precios han ido en aumento, convirtiéndose, hasta cierto punto, inviables para algunas naciones.
• La electricidad que surge por las reacciones atómicas no produce gases invernadero, por lo que beneficia al medio ambiente.
• Los costos de operación son más bajos, ya que el uranio 235 es más barato que el combustible fósil.
• La energía es constante durante el año, por lo que, al ser bien planificada, no habría fallas en el sistema eléctrico.
• Debido a diversos estudios, se ha podido observar su implementación en el área médica. Este hecho ha beneficiado a millones de personas. Especialmente a aquellos afectados por enfermedades que requieren de radioterapia.

Sin embargo, las desventajas van más que todo de la mano de la desinformación y del mal uso que se le ha dado a la energía atómica en años anteriores. Pero, si quitamos el estigma que rodea a este tema, las desventajas que podemos observar hoy en día son:

• El mayor inconveniente que presenta son los residuos que deja, los cuales son altamente tóxicos. Este material es muy radiactivo y debe ser trabajado con sumo cuidado para evitar posibles riesgos laborales. Lo cual, tiende a ser costoso.
• El uranio no es renovable.
• La inversión inicial es muy alta, por lo que para algunas naciones es inviable la construcción de las plantas nucleares que se necesitan para manejar la energía atómica.
• Los riesgos que existen si se llegase a presentar una fuga.

¿Qué tan viable es el uso de energías atómicas?

A pesar de que la energía nuclear es una fuente de energía confiable y que no tiene casi emisión de carbono, no se considera como una alternativa tan viable. Esto se debe a que la construcción de nuevas centrales nucleares es completamente antieconómica, ya que las mismas son muy costosas. Por lo tanto, es mejor mantener los reactores ya existentes, puesto que, apagarlos también conlleva a una pérdida monetaria.

Sin embargo, algunos países si han demostrado que la energía atómica es una de sus mejores alternativas. Por ejemplo, en Francia las plantas nucleares son las responsables del 70 % de la producción de electricidad, siendo el país con mayor índice de producción de energía eléctrica a base de las reacciones químicas nucleares.

La razón de ello es que establecen que producir electricidad con átomos es más económico en dicha nación. Por el hecho de que no necesitan mantener un suministro ingente y con una fuente de combustible constante. Como sería el caso de la producción de electricidad usando el petróleo, el gas o el carbón.

Si bien, el elemento base para que surjan las reacciones químicas, que sería el isótopo de Uranio 235, es bastante costoso. Continúa siendo viable económicamente para ellos. Por el hecho de que, con pequeñas cantidades de este pueden generar enormes dosis de energía exotérmica.

Ejemplos del uso de la energía atómica

Uno de los mejores ejemplos para el uso de la energía atómica es en la generación de electricidad. Puesto que, un tercio de la producción de electricidad global proviene de las reacciones químicas en cadena provocadas por el uranio 235. Del mismo modo, la mayoría de las superpotencias, como lo son Estados Unidos, China y Francia, han comenzado a usar los reactores nucleares con este fin.

Con ello, se busca reemplazar el uso del carbón y del petróleo, así como sus derivados. Para así, implementar las tecnologías limpias y con menor impacto en el ecosistema.

Del mismo modo, otro de los ejemplos del uso de la energía atómica es la fabricación de armas nucleares. Debido a que las industrias que se dedican a esta área siempre son pioneras en explotar el máximo potencial, se ha desempeñado en demostrar la versatilidad que tiene la energía atómica.

Para ello, se ha comenzado a utilizarla de dos maneras: la propulsión y la explosión. La primera se usa como una fuente de electricidad y de calor, siendo empleada para la fabricación de los aviones de uso militar. Mientras que, las explosiones son las que surgen mediante una reacción nuclear en cadena. Creando con ello, más que todo, bombas atómicas y otros tipos de explosivos.

Por último, el uso más beneficioso por ahora de la energía atómica, se ve en el campo de la medicina. Por ejemplo, las radiografías o la radioterapia contra el cáncer son solo dos de las tantas implementaciones que se ha visto la energía atómica en la actualidad. La cual ha ayudado a salvar a miles de personas.