Depende de qué tipo de energía nuclear esté hablando. Hay tres tipos de energía nuclear, fisión, fusión y antimateria, el tercero está ligado al término nuclear. Primero necesitamos saber cuál es el proceso detrás de la energía nuclear.
Fisión nuclear: en física nuclear y química nuclear, la fisión nuclear es una reacción nuclear o un proceso de desintegración radiactiva en el que el núcleo de un átomo se divide en partes más pequeñas (núcleos más ligeros).
Típicamente, un reactor de fisión funciona con un isótopo de uranio. El uranio-235 es un isótopo de uranio raro pero fisionable que se usa en reactores nucleares en forma de barras de combustible de óxido de uranio. Los átomos del uranio se dividen generando calor para hervir agua y hacer funcionar turbinas. El plutonio-239 también puede usarse como combustible fisionable.
Si bien la fisión es eficiente y puede ser compacta en los generadores de radioisótopos (como el que alimenta al Voyager 1), es peligroso si el reactor se mantiene mal ya que la barra de combustible puede sobrecalentarse y provocar la fusión del reactor, arrojando compuestos radiactivos a la atmósfera. Sin mencionar la creación de productos de desechos radioactivos nocivos con vidas medias de más de mil años que deben enterrarse en el subsuelo para que se pudra por completo y de forma segura.
Por lo tanto, como la fisión nuclear requiere metales actínidos que son raros en la corteza terrestre, la fisión nuclear no es renovable.
Fusión nuclear: en física nuclear, la fusión nuclear es una reacción nuclear en la que dos o más núcleos atómicos se acercan lo suficiente como para reaccionar y formar uno o más núcleos atómicos y partículas subatómicas (neutrones y / o protones) diferentes.
Hasta ahora, la fusión nuclear está en sus primeras etapas de creación de prototipos. No está disponible comercialmente. De hecho, un reactor de fusión sostenible que rinde más energía de la que se imputa al sistema aún está lejos de completarse.
Los reactores de fusión requieren dos cosas. Alto calor y presión. El sol es un ejemplo de un reactor de fusión. Su alta gravedad y masa comprime el hidrógeno en su núcleo a una temperatura y presión tan altas que los núcleos de hidrógeno se fusionan en helio dando enormes cantidades de calor y energía luminosa. El reactor Tokamak logra este estado de alta energía mediante el uso de superconductores para generar campos magnéticos para contener el plasma.
El combustible para un reactor de fusión puede ser cualquier elemento ‘pequeño’ como hidrógeno y helio. La reacción es exotérmica hasta el punto de hierro donde cualquier fusión adicional consumirá más energía de la que libera. El deuterio, un isótopo de hidrógeno, se usa en lugar de protio, hidrógeno común. Esto se debe a que es más fácil fusionar el deuterio con el tritio, un subproducto del bombardeo de átomos de litio con neutrones.
El deuterio proviene del océano y tiene un suministro casi infinito y no se agotará en los próximos millones de años. El litio es extremadamente común en la corteza y solo se agotará en 50 000 años. Con los avances tecnológicos, podríamos ser capaces de fusionar el propio protio. Como proviene del agua, el suministro de combustible también es casi infinito y, por lo tanto, la fusión nuclear es una fuente renovable de energía.
Antimateria: en física de partículas, la antimateria es un material compuesto de antipartículas, que tienen la misma masa que las partículas de materia ordinaria pero cargas opuestas, así como otras propiedades de las partículas, como los números de leptones y bariones.
La antimateria es una fuente de poder común en muchas obras de ciencia ficción y eso es por una buena razón. La antimateria, al entrar en contacto con la materia regular, se aniquilará entre sí en una ardiente explosión de energía, produciendo toda su energía al destruir la masa en sí misma. Con respecto a la ecuación equivalente de masa de energía de Einstein, E = mc2, eso significa que 0.5 gramos de antimateria aniquilando 0.5 gramos de materia regular producirán aproximadamente 90 billones de julios de energía o la fuerza explosiva de 21.5 kilotones de TNT. Lo que significa que hay una eficiencia del 100% en el poder de la antimateria.
Desafortunadamente, no tenemos medios para producir o cosechar antimateria con nuestro nivel actual de tecnología. Es peligroso de manejar y cualquier contratiempo puede causar explosiones con resultados devastadores. La antimateria puede estar contenida con fuertes campos magnéticos, sin embargo, esto consume una gran cantidad de energía y no tenemos medios asequibles para producir esa cantidad de energía para contener unos pocos átomos de antimateria.
Sin embargo, durante el Big Bang, se creó una cantidad igual de antimateria y materia simultáneamente. Lo que significa que hay tanta materia como hay en el universo, hay antimateria. Y suponiendo que en el futuro, 1000 años o más, podamos aprovechar el poder de la antimateria, podremos hacerlo sin preocuparnos por la disminución de su suministro. Entonces la antimateria es una fuente renovable de energía.
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