Las plantas nucleares, de por vida, tienen una cantidad favorable, pero no perfecta, de contaminación / energía generada. En el lado favorable, la energía nuclear es muy densa en energía y las plantas tienen vidas extremadamente largas. Como tal, la cuantificación de material requerida / MWh generados durante la vida de una planta es muy baja. También positivo, la planta no tiene emisiones directas de contaminantes al aire.
La minería y el enriquecimiento de uranio tienen un pasado variado que a menudo se utiliza para demonizar la tecnología. Sin embargo, uno debe recordar que gran parte de la infraestructura original para la extracción y el enriquecimiento de uranio era de naturaleza militar. Con las limitaciones de tiempo en el momento, a menudo se tomaron enfoques de fuerza bruta. El legado de algunas de estas minas es bien conocido, pero tampoco es único en la minería. La extracción de la mayoría de los materiales es un proceso feo y poco saludable cuando se realiza de manera imprudente (esto incluye en gran medida las cantidades masivas de tierras raras extraídas para diversas tecnologías renovables, por ejemplo). Las nuevas tecnologías mineras (como la lixiviación in situ), los procedimientos de seguridad y la falta de una necesidad militar apremiante hacen que la minería de uranio de hoy esté muy lejos de la del pasado. Entre la minería industrial, la minería de uranio tiene uno, si no el mejor registro de seguridad que existe. Los relaves a menudo difamados se devuelven a la tierra menos radiactivos de lo que salen (y no se deje engañar, los relaves y los fluidos de proceso de muchas operaciones mineras son radiactivos).
Del mismo modo, el enriquecimiento en el pasado utilizaba procesos muy intensivos en energía, a menudo impulsados exclusivamente por la generación de carbón. Los números de estas operaciones a menudo se utilizan para aumentar las emisiones aparentes de CO2 de las centrales nucleares. En este momento, todavía no operan plantas de difusión gaseosa en los Estados Unidos (Paducah, KY se cerró en 2013). Todo el uranio utilizado hoy en los EE. UU. Proviene de armas nucleares antiguas (sí, las plantas nucleares ayudan a destruir material de grado de armas … algo bueno) o de la separación centrífuga de isótopos. Estos nuevos procesos son mucho más eficientes y reducen significativamente la entrada de energía en la cadena de combustible.
Como tal, estas mejoras han alineado las emisiones de CO2 de la energía nuclear con las mejores fuentes renovables. Del mismo modo, no hay emisiones directas de la planta. También es beneficioso, las plantas nucleares no requieren respaldo, a diferencia de la energía eólica y solar. En este sentido, las redes nucleares dominantes tienden a tener la generación de CO2 más baja de todas las redes.
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La desventaja de la energía nuclear es la producción de una pequeña cantidad de combustible gastado muy radiactivo. Este combustible debe almacenarse de forma segura durante un período prolongado de tiempo. Estos costos están incorporados a las tarifas cobradas a los consumidores, pero en este momento, el gobierno no ha cumplido con el final del acuerdo. En este momento, este SNF se almacena de forma segura en plantas nucleares en todo el país. La montaña Yucca fue cerrada, a pesar de que la NRC dio su acuerdo técnico sobre su seguridad.
El almacenamiento de combustible gastado es en gran medida un problema político. No existe una base técnica para ninguna preocupación importante (¡encuéntrame a una sola persona asesinada por combustible nuclear gastado!). Personalmente, creo que a medida que las tecnologías de nueva generación estén disponibles, este combustible gastado almacenado en plantas de todo el país se convertirá en un tesoro de energía, ya que todavía contiene casi todo el combustible cargado originalmente en él. Imagínese si llenó su tanque de gasolina, condujo su automóvil 10 millas, luego sacó el tanque y lo almacenó … eso es lo que hemos hecho.
EDITAR: Para algunas matemáticas. Tenga en cuenta que estoy haciendo esto rápido, así que no dude en consultarme. Wiki afirma que se requieren 62 Unidades de Trabajo Separativo (SWU) para generar 10 kg de uranio enriquecido al 4,5%. Con una planta de centrífuga moderna, está buscando aproximadamente 50 kWh de electricidad / SWU.
Entonces eso es 62 * 50 kWh = 3100 kWh para generar 10 kg de uranio enriquecido al 4.5%. Si suponemos una quema de 45 GWd / MT (valor bastante conservador) y 33% de eficiencia (también un par de puntos más bajo que la realidad), deberíamos esperar una generación eléctrica de:
10 kg = 0.01 MT de uranio
0.01 MT * 45 GWd = 0.45 GWd = 10,800,000 kWh (térmico)
10,800,000 kWht * 0.33 = 3,564,000 kWh (eléctrico)
Así que invertimos 3100 kWh para enriquecer el combustible y obtuvimos 3,564,000 kWh en electricidad. Eso es aproximadamente 1150x la energía de salida vs.