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El reactor nuclear continuó funcionando de manera segura como lo ha hecho desde que fue construido.
Ese titular no se venderá bien, ¿verdad?
Recuerde, cada último medio de comunicación es un negocio. Su objetivo es vender tantas copias / anuncios como sea posible para maximizar su margen de beneficio. De ninguna manera están obligados a decir toda la verdad (o incluso la verdad parcial).
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Cuando se trata de energía nuclear, a los medios les gusta invocar emociones usando imágenes de desastres nucleares como Chernobyl o Fukishima. Algunos incluso han ido tan lejos como para usar una imagen de una nube de hongo a pesar del hecho de que es imposible que un reactor explote como una bomba nuclear.
Los medios juegan con la ignorancia pública que ayudaron a crear. La gran mayoría de la población ni siquiera sabe cómo funciona un reactor. Entonces, arreglemos ese problema.
Un reactor nuclear funciona de una de dos maneras: o divide átomos pesados (llamados fisión) o combina átomos ligeros (fusión).
Al 10 de diciembre de 2016 (editar: de alguna manera logré escribir el 12 de diciembre, no el 10 de diciembre), no hemos encontrado una forma de producir una reacción de fusión nuclear controlada y sostenida sin poner más energía en el reactor de la que sacamos ( energía neta negativa, algo así como un negocio con déficit).
La fisión, sin embargo, es una tecnología madura. En diciembre de 1938, Otto Hahn y Fritz Strausman, dos físicos alemanes que trabajan para la Sociedad Kaiser Wilhelm en Berlín, descubrieron que bombardear un núcleo de uranio con neutrones produce bario. Como el bario no había estado presente de antemano, se trataba de una clara violación de las leyes químicas conocidas. ¿Entonces qué pasó? Habían dividido los átomos de uranio en átomos de bario.
(Esta es una representación ligeramente inexacta de un átomo; los electrones no orbitan el núcleo como lo hacen los planetas del Sol. Los electrones se mueven al azar a través de un espacio infinito. Esto significa que un electrón puede, en teoría, estar al otro lado del universo que su núcleo. Los protones y neutrones se muestran como si estuvieran en el núcleo, lo cual es exacto).
Observe cómo Berlín todavía se mantuvo. Dividir un átomo no va a causar una explosión nuclear. Para causar uno, necesita dividir una gran cantidad de átomos pesados (como el uranio) muy rápidamente. De lo contrario, la energía liberada durante la fisión se libera durante un largo período de tiempo. Esta es la desintegración nuclear: la transformación de núcleos atómicos inestables en elementos estables a lo largo del tiempo (generalmente cientos de miles a millones de años).
Cuando los átomos se dividen, se libera energía en forma de rayos gamma.
El proceso no es demasiado complicado de entender (a nivel básico). Se utiliza una fuente de neutrones (no mostrada) para generar un neutrón libre. Estas fuentes de neutrones generalmente son sustancias que emiten naturalmente en descomposición nuclear (como el californio-252). Estos neutrones golpean un núcleo atómico pesado, como el uranio-235, y son absorbidos por él. El uranio-235 tiene que absorber tanto la energía cinética del neutrón libre como el propio neutrón. El resultado final es la transformación del uranio-235 en uranio-236. El uranio-236 es inestable y posteriormente se descompone en bario y criptón. Pero la energía liberada durante la descomposición del uranio-236 es mayor que la energía absorbida por la creación de criptón y bario. Esta energía se manifiesta como rayos gamma. Además, dado que el criptón solo tiene un peso atómico de 92 y el bario solo tiene un peso atómico de 141, nos quedan tres unidades de masa atómica “libres”. ¿Qué pasó con esta misa? Fue lanzado como neutrones libres. Estos neutrones pueden continuar y desencadenar otras reacciones de fisión con cualquier uranio-235 restante.
Volvamos a los rayos gamma. Los rayos gamma producidos transportan energía. Según la ley de conservación de la energía, la energía no se puede crear ni destruir. Cuando estos rayos gamma golpean los núcleos atómicos, transfieren parte de su energía al núcleo que golpean. Esta energía adicional, que puede o no ser suficiente para causar que los núcleos se vuelvan inestables, excita todo el átomo. Cuando los átomos se excitan, vibran, creando calor.
Además, los neutrones libres, cuando encuentran un núcleo, transferirán su energía a él. Esto hará que los núcleos sean inestables o, en el léxico común, radioactivos. Este núcleo, suponiendo que sea más estable que el uranio-236, se desintegrará lentamente en otro elemento.
Sin embargo, la energía cinética del neutrón todavía tiene que ir a algún lado. La energía cinética hace que todo el átomo vibre, creando calor.
Los reactores nucleares usan agua regular (bien, desionizada, AKA pura, agua) para absorber neutrones y rayos gamma. Como resultado, el agua se calienta. ¿Qué sucede cuando calienta agua a [matemáticas] 212 ^ o [/ matemáticas] F ([matemáticas] 100 ^ o [/ matemáticas] C?)
Hierve Cuando el agua hierve, se convierte en vapor. El vapor ocupa 1.700 veces el volumen que ocuparía una masa equivalente de agua. Esto produce un aumento correspondiente en la presión.
Este vapor está contaminado con núcleos inestables. Por seguridad, este vapor se condensa de nuevo en líquido a través de un intercambiador de calor antes de ser recirculado.
(Intercambiador de calor)
El agua en el otro “lado” del intercambiador de calor absorbe el calor del vapor del reactor y hierve. Este vapor se maneja como cualquier otra central eléctrica: se alimenta a través de una turbina de vapor cuya rotación convierte la armadura en un generador.
Después de pasar por la turbina, el vapor pasa a través de un condensador. El condensador es otro intercambiador de calor que enfría el vapor, transformándolo nuevamente en agua líquida.
El calor del vapor de la turbina se transfiere a un sistema de enfriamiento de circuito abierto (abierto al medio ambiente). Este sistema de enfriamiento extrae agua de una fuente natural como un río, la filtra ligeramente para eliminar los desechos y la bombea a través del condensador. Esto produce agua caliente que luego se rocía en la torre de enfriamiento. En la torre de enfriamiento, el agua se evapora en vapor no presurizado y escapa por la parte superior de la torre, llevando consigo el calor residual. Es por eso que también ve torres de enfriamiento en plantas de combustibles fósiles.
Si algo sale mal con la planta de energía fuera del edificio del reactor, no es diferente de la misma situación en una planta de combustible fósil.
Si la reacción de fisión fue demasiado rápida, el reactor puede ser “estrangulado” introduciendo un absorbente de neutrones alternativo, como el hafnio. El hafnio puede absorber neutrones de alta energía sin liberar ninguno. En cambio, libera neutrones de baja energía que son demasiado débiles para causar que otros núcleos sufran fisión. Esta absorción de neutrones, un proceso conocido como escoria del reactor, sirve para frenar la reacción de fisión al capturar neutrones de alta energía.
Si eso falla, se emplea un proceso conocido como envenenamiento del reactor. Un absorbente soluble, como el ácido bórico, se alimenta al circuito de enfriamiento del reactor en lugar de agua. Al igual que con la escoria del reactor, esto sirve para absorber neutrones de alta energía al mismo tiempo que absorbe el calor y lo transfiere fuera del sistema.
Si todo el SHTF y el núcleo del reactor se derriten, está contenido tanto por el recipiente a presión del reactor como por el edificio de hormigón armado que lo rodea.
Pero, ¿por qué un reactor nuclear no puede explotar como una bomba nuclear si, básicamente, hacen lo mismo?
Comencemos con el uranio-235. Ningún reactor en el planeta funciona con uranio 235 puro. Intercalado con el uranio-235 es el uranio-238. El uranio-238, incluso después de absorber un neutrón, es demasiado estable para provocar otras reacciones de fisión. Incluso los reactores de uranio altamente enriquecidos superan el 20% de uranio-235. Las armas nucleares, por otro lado, están al norte del 90%.
Los reactores están diseñados para mantener la reacción nuclear crítica. Eso significa que la reacción de fisión continuará, al igual que todo lo demás, al mismo ritmo. Esto significa que la energía térmica se produciría a una velocidad constante.
Las bombas, por otro lado, liberan toda su energía en una explosión corta y destructiva. Esta liberación masiva, aunque de corta duración, de energía se facilita al hacer que un núcleo nuclear se vuelva supercrítico. Cuando un núcleo es supercrítico, la tasa de fisión aumentará exponencialmente. Es decir, el núcleo acelerará su propia liberación de energía.
Un núcleo puede volverse supercrítico de una de cuatro maneras:
- Aumentar la cantidad de material fisible. Si tuviera un núcleo exactamente crítico, agregar la cantidad justa de combustible haría que se volviera supercrítico. Sin embargo, solo sería supercrítico para un solo evento de fisión. Después de eso, el núcleo se volvería subcrítico debido al consumo de combustible. Aquí está el problema: el núcleo debería mantenerse supercrítico el tiempo suficiente para que la “onda” de reacción se propague por todo el núcleo. Mientras más combustible se agregue, más tiempo llevará. Pero, lo creas o no, a los átomos no les gusta esto. Los neutrones que forman la reacción “onda” quieren disparar en todas las direcciones. Si una fuerza externa no la empuja hacia adentro, el núcleo se volverá subcrítico. Los reactores nucleares están diseñados de tal manera que los neutrones de alta energía pueden escapar a un absorbedor, no ser forzados más adentro del núcleo.
- Cambiar la forma del núcleo. Solo un núcleo nuclear perfectamente esférico puede volverse supercrítico. Si un núcleo no es perfectamente esférico, la “onda” de reacción no se extenderá a través del núcleo de manera homogénea. En otras palabras, los neutrones tendrán un área del núcleo para escapar.
- Cambiar la densidad del núcleo. Un núcleo de uranio 235 puro que pese, digamos, 5 kg y 100 mm de diámetro será más crítico que un núcleo de 5 kg, 1,000 mm. Diluir el combustible con un isótopo estable, como el uranio-238, tiene el mismo efecto que hacer que una masa determinada ocupe un volumen mayor.
- Cambiando su temperatura. Un núcleo más caliente será MENOS reactivo que uno frío. La razón de esto es simple: los objetos calientes se expanden. A medida que un núcleo se expande, su densidad disminuye y hace que se vuelva subcrítico.
- Usando un reflector de neutrones. Esto hace que los neutrones vuelen de regreso al núcleo, aumentando el número de eventos de fisión durante un período de tiempo determinado. LOS REACTORES NO UTILIZAN REFLECTORES DE NEUTRO.
A menos que un terrorista haya de enriquecer el combustible a más del 90% de pureza, derretirlo y darle la forma correcta, sin que el personal de seguridad / policía / militar le dispare, un reactor no puede convertirse en una bomba nuclear.
Ahora, es posible tener una explosión de presión . Tal fue el caso de Chernobyl.
Chernobyl era un fanático real de sus operadores. Irónicamente, el día del accidente, se estaba realizando una prueba del sistema de enfriamiento de emergencia del reactor.
Cuando se apaga un reactor, continúa produciendo energía térmica a través de la desintegración beta de sus productos de fisión (alrededor del 6,5% de su salida térmica operativa). Esta energía térmica aún debe transferirse al circuito de la turbina a través del intercambiador de calor. Para mantener el ciclo del agua a través del intercambiador de calor, se utiliza una bomba eléctrica de refrigerante.
En funcionamiento normal, parte de la salida eléctrica de la planta se utiliza para accionar las bombas. Para situaciones de emergencia, las plantas de energía nuclear tienen generadores diesel en espera para alimentar las bombas.
Sin embargo, los cuatro generadores de Chernobyl requirieron 15 segundos para arrancar y otros 45 segundos para producir los 5,5 MW de electricidad que necesitan las bombas. Este intervalo de un minuto se consideró un riesgo de seguridad inaceptable. Entonces, ¿cuál fue la solución?
Los ingenieros de Chernobyl teorizaron que la electricidad producida a medida que la turbina se descomponía sería suficiente para alimentar las bombas durante 45 segundos. Esto, combinado con el aumento de la energía eléctrica de los generadores, se consideró suficiente para enfriar el reactor de manera segura después de una parada de emergencia.
Pero las teorías carecen de evidencia. Los ingenieros aún necesitaban demostrar que su idea funcionaría. Las pruebas iniciales fallaron sin más problemas. La prueba catastrófica final estaba programada para el 26 de abril de 1986, cuando el reactor número 4 se cerraría por mantenimiento. Esta prueba ni siquiera fue sugerida al diseñador del reactor y solo fue autorizada por el gerente de la planta (que no siguió los procedimientos establecidos para hacerlo).
La prueba requería que el reactor produjera 700MW de energía térmica al momento del apagado. El día antes del accidente, la producción del reactor se redujo a 700MW desde sus 3.200MW normales. Mientras tanto, otra planta de energía en la región se desconectó. Esto retrasó la prueba ya que se necesitaba el reactor para producir energía para esa noche. Aunque la prueba fue pospuesta, los preparativos continuaron. Uno de esos pasos requería que el sistema automático de enfriamiento de emergencia se desactivara. Aunque esto no habría ayudado mucho durante las pruebas, muestra un desprecio inherente por la seguridad.
El retraso significó que la prueba no se realizaría durante el turno de día, sino durante el turno de noche. Durante el cambio de turno entre los turnos de tarde y de noche, la producción del reactor se redujo aún más. Cinco minutos después de la medianoche del 26, el reactor alcanzó los 700MW.
Sin embargo, debido a uno de los subproductos del reactor, el absorbedor de neutrones xenon-135, la potencia de salida continuó disminuyendo sin la intervención del operador. Uno de los operadores, en un intento por aumentar la salida térmica de nuevo a 700MW, insertó una varilla de control demasiado lejos, haciendo que el reactor caiga a solo 30MW.
El siguiente intento de la sala de control para que el reactor vuelva a funcionar implica deshabilitar el sistema automático que controla el movimiento de las barras de control y extrae manualmente la mayoría de las barras de control. Varios minutos después, la salida térmica del reactor se estabilizó a 200MW; aún no es suficiente.
Esto se debió al envenenamiento del reactor causado por el xenón-135. Para remediar esto, se eliminó el resto de las barras de control. La salida de baja potencia combinada con altos niveles de xenón-135 estuvo acompañada de temperaturas centrales inestables, flujo de refrigerante inestable e inestabilidad del flujo de neutrones. Las alarmas destinadas a advertir al personal de la sala de control de estos problemas simplemente se ignoraron.
Cuando la salida alcanzó los 200MW, se conectaron bombas de refrigerante adicionales. Este refrigerante forzado atraviesa el intercambiador de calor demasiado rápido, lo que significa que no tuvo tiempo de enfriarse. Se permitió que el caudal superara su límite de diseño.
Mientras tanto, la cantidad excesiva de agua en el reactor absorbió aún más neutrones, lo que provocó que la energía térmica volviera a caer. Como resultado, la sala de control decidió apagar dos de las bombas.
El resultado de todo este “retoque” fue un reactor inestable. Los trabajadores llegaron a eliminar todas menos 18 de las 211 barras de control, incluidas 10 barras “a prueba de fallas” que solo se podían quitar manualmente.
A la 1:23 a.m., comenzó el experimento. El flujo de vapor a la turbina se cerró. Como se predijo, la energía eléctrica producida por la turbina disminuyó a medida que la turbina giraba y los generadores diésel se conectaban. Pero a medida que disminuía la potencia eléctrica, también lo hacía el caudal de agua. Esto condujo a la formación de burbujas de vapor en el reactor.
A medida que se producía más vapor, menos agua líquida estaba presente en el reactor. Como el vapor no es tan buen absorbente de neutrones como el agua líquida, la producción térmica del reactor aumentó rápidamente.
En algún momento, ya sea para responder a una emergencia o simplemente para apagar el reactor después de la prueba, se presionó el botón de apagado de emergencia. Esto provocó que todas las barras de control se insertaran completamente en el núcleo del reactor. Cuando se insertaron estas barras, desplazaron el agua dentro del reactor, reduciendo la capacidad del agua para absorber neutrones y desencadenando un pico de energía. Esto hizo que el núcleo se sobrecalentara y fracturara las barras de control de grafito. Esto los atascó en aproximadamente un tercio de su inserción. En menos de tres segundos, la potencia térmica de salida fue de 530MW.
Por alguna razón desconocida, la producción de energía térmica aumentó repentinamente a 30,000MW. Esto produjo vapor a presión extremadamente alta. Siguió una explosión de vapor cuando el vapor presurizado ejerció la fuerza suficiente para romper la tapa de 2.000 toneladas del reactor y atravesar el techo.
Dos o tres segundos después, se produjo una segunda explosión más grande. Existen múltiples hipótesis sobre su causa, pero no fue una explosión nuclear. Esta explosión terminó la reacción de fisión al dispersar el combustible.
Para empeorar las cosas fue la falta total de un recipiente de contención. El edificio del reactor era el típico edificio de acero.
Entonces, para obtener el peor desastre nuclear que haya visto el planeta, todo lo que necesita hacer es hacer que un grupo de operadores laxos desactiven hasta el último sistema de seguridad e ignoren las alarmas de advertencia. En los Estados Unidos, tal desprecio por la seguridad sería negligencia criminal.
La energía nuclear es, en realidad, mucho más segura que los combustibles fósiles. Basta con mirar cuántos accidentes hay en las plantas de combustibles fósiles.
Las centrales eléctricas de carbón, petróleo y gas natural tienen una tasa de mortalidad combinada de 50,000 personas por billón de kWh producidos. Sin embargo, la energía nuclear solo ha tenido dos accidentes importantes (no considero que Three Mile Island sea un accidente, sino más bien un accidente cercano). Solo Chernobyl se cobró la vida. El Comité Científico de las Naciones Unidas sobre los Efectos de la Radiación Atómica (UNSCAR) ha confirmado solo 64 muertes (de una población de 49,400) atribuibles a Chernobyl. Otros residentes de Pripyat, donde se encontraba Chernobyl, pueden tener un mayor riesgo de cáncer. Pero, dado que saben que tienen más probabilidades de desarrollar algún tipo de cáncer, saben que deben hacerse un examen. Si el cáncer se detecta temprano, existe una alta probabilidad de recuperación. Esto pone la tasa de mortalidad en 0.01 por billón de kWh, o cinco millones de veces más segura.
Ahora sabemos cómo funciona una central nuclear, lo difícil que es desencadenar un desastre nuclear y cómo se acumulan las centrales nucleares en comparación con los combustibles fósiles. ¿Qué pasa con el único fenómeno del que todos los manifestantes antinucleares están aterrorizados: la radiación?
Es cierto que una pequeña cantidad de radiación escapa de las centrales nucleares. Es simplemente imposible detener el 100% de la radiación producida por el reactor. Puede detenerse en algún lugar alrededor del 99.9999999999999999999999999999999%, pero no el 100%. Las plantas de energía nuclear también a veces ventilan el vapor del núcleo del reactor para reducir la presión general en el sistema.
Aunque esto puede sonar aterrador (y “aterrador” es algo que a los medios les encanta capitalizar), uno debe recordar una frase crítica de la medicina:
La dosis hace al veneno.
Todo, cuando se administra una dosis excesivamente grande, es tóxico. Incluso el agua que comprende el 65% de su peso corporal (demasiada agua elimina los electrolitos, lo que perjudica la función nerviosa. Las personas han muerto durante concursos de “beber agua” debido a este hecho.) Sí, incluso el oxígeno que comprende el 21% del aire nosotros respiramos
La pregunta es: ¿en qué punto una dosis se vuelve excesiva?
Te guste o no, te estás bañando en radiación cada segundo de cada día. Ya sea que se origine en el suelo debajo de tus pies, tus encimeras de granito, el cielo de arriba, tu alarma de humo (que realmente deberías tener) o los reactores nucleares, estás constantemente expuesto a la radiación. Incluso el carbón es radiactivo. Y, sin embargo, esta radiación no aumenta el riesgo de cáncer de por vida. ¿Por qué?
Mira la frase en negrita de arriba y, si aún no lo has hecho, introdúcela en tu cabeza.
La razón: esta dosis de radiación que recibe es absolutamente minúscula. En promedio, recibe 2.4 milisieverts (mS) de radiación anualmente. Esto está por encima de la radiación hecha por el hombre de dispositivos de imágenes médicas, como tomografías computarizadas, tomografías PET y máquinas de rayos X.
En un año, la persona promedio absorbe un total de aproximadamente 3.65mS de radiación. 390 microsivertes ([matemática] \ mu S [/ matemática], 1000 [matemática] \ mu S [/ matemática] = 1mS) de radiación proviene del potasio dentro de su cuerpo. La dosis anual más baja claramente relacionada con un aumento en el riesgo de cáncer es de 100 ms, el doble del límite máximo de un año para un trabajador de radiación. Sin embargo, el público en general está limitado por la EPA a solo un milisegundo de radiación artificial por año.
La intoxicación por radiación ni siquiera comienza hasta que recibe una dosis de alrededor de 400 ms en un período breve. de tiempo. No se vuelve grave hasta que obtenemos hasta dos tamices completos (1000mS = 1S.) En este punto, la supervivencia es posible con el tratamiento. La muerte no es una certeza hasta que lleguemos a OCHO sieverts.
Pero no toda la radiación se crea por igual. La tabla y las dosis que mencioné anteriormente pertenecen a la radiación ionizante ; Rayos X y rayos gamma. No habla nada de radiación alfa, beta, neutrón o electromagnética (EM).
Eliminemos primero la radiación EM. Estás mirando una fuente de radiación EM en este momento. Si tienes una luz encendida, estás rodeado de ella. Si sales afuera durante el día, te estás bañando en él. Si utiliza wifi, un teléfono inalámbrico o su teléfono inteligente, está produciendo radiación EM a su lado.
Entonces, ¿qué es exactamente la radiación EM?
La radiación electromagnética es la propagación de energía a través de una onda. Las ondas de radio y las microondas son radiación EM. Estos son inofensivos a bajos niveles de potencia. A alta potencia, pueden causar calentamiento a través de la excitación de las moléculas de agua y este calor puede causar lesiones (así es como funcionan los hornos de microondas). Piense en la radiación EM como una ola oceánica. Si la ola tiene, digamos, cinco pies de altura, es buena para nadar / surfear. Si, por otro lado, es un tsunami de 150 pies, es destructivo. Los cuatro milivatios (mW, MW con una M mayúscula son megavatios, o 1,000kW, o 1,000,000W, o 1,000,000,000mW) son inofensivos debido a su baja potencia. Sin embargo, un horno de microondas de 1,200 W sería dañino si el microondas pudiera alcanzar su cuerpo, de ahí la puerta.
Pero no es tan simple. Como con cualquier onda, y la onda EM tiene una amplitud y una longitud de onda.
A medida que disminuye la longitud de onda, la frecuencia aumenta (la frecuencia se puede predecir usando la fórmula [matemática] f = \ frac {c} {\ lambda} [/ matemática] cuando f es la frecuencia en hercios, c es la velocidad de la luz en metros por segundo , y [math] \ lambda [/ math] es la longitud de onda.) Cuando las longitudes de onda se vuelven más pequeñas que las moléculas, pueden separarlas. Esto se conoce como radiación ionizante. Tal es el caso de la radiación ultravioleta, rayos X y gamma. Por encima de 30PHz (30,000,000GHz), comienza a tener radiación ionizante.
Cuando un fotón (la “partícula” de radiación electromagnética, no voy a entrar en la dualidad onda-partícula y la física cuántica aquí) de radiación ionizante golpea una molécula, puede expulsar átomos individuales (o, si su longitud de onda es lo suficientemente corta , partícula subatómica) fuera de la molécula. Si la molécula que golpea es el ácido desoxirribonucleico, o ADN, puede causar una mutación en el nivel más elemental de la vida. Esta mutación es la que causa el cáncer. El ADN está esencialmente “reprogramado” para reproducirse sin fin (aunque puede mutar en otra cosa). Esto, en lugar de entrar en senescencia y detener la reproducción como lo hacen las células sanas.
Afortunadamente, su sistema inmunitario puede determinar cuándo se ha dañado el ADN de una célula, y tiene un problema importante con las células dañadas. Si la mutación no mata a la célula por completo (es decir, al cerrar la síntesis de proteínas), el sistema inmunitario del cuerpo la seleccionará para destruirla. La enfermedad que llamamos cáncer es lo que sucede cuando las células cancerosas se reproducen más rápido de lo que el sistema inmunitario puede destruirlas. Probablemente hay células cancerosas en su cuerpo en este momento, mutadas por la radiación de fondo. Y su sistema inmune mantiene a su población bajo control.
La radiación electromagnética no puede “quedarse quieta”. Un fotón no es una partícula “real”; es solo una manifestación de energía cinética. Si se detiene (es decir, al ser absorbido por la materia), desaparece. Como tal, la radiación EM se mueve a la velocidad de la luz lejos de su punto de origen. No existe tal cosa como la desintegración electromagnética.
Otra forma de radiación ionizante es la desintegración beta. Esta forma de radiación expulsa un electrón de un átomo. Este electrón, cuando interactúa con la materia, libera su energía en forma de radiación gamma. Este es el tipo más común de radiación liberada por los subproductos de fisión y el tipo de radiación utilizada en la radioterapia.
El siguiente es la radiación gamma. La radiación gamma es una onda EM ionizante extremadamente enérgica. Esta es otra forma de radiación emitida por la fisión nuclear. El blindaje gamma depende de la masa pura. Es por eso que el plomo se usa comúnmente; Es el elemento más denso que no es radioactivo ni inestable. Sin embargo, el concreto es solo un poco menos efectivo que el plomo y tiene la ventaja de no ser tóxico, por lo que se usa comúnmente en plantas de energía nuclear. A diferencia de la radiación beta y las partículas alfa (que se discutirán en el siguiente párrafo), la ropa protectora no ofrece protección contra la radiación gamma.
También tenemos partículas alfa. Cuando los núcleos pesados se descomponen, se pueden liberar partículas alfa. Estas partículas alfa son núcleos de helio-4 que se expulsan del núcleo “padre” con una gran cantidad de energía. Esta energía, irónicamente, es lo que los hace casi completamente inofensivos. Sí, lo leíste correctamente. Las partículas alfa son pesadas y altamente cargadas. Esto significa que son rápidos para deshacerse de su energía en la materia. Unas pocas pulgadas de aire son blindaje suficiente para la protección contra partículas alfa. Entonces es un pedazo de papel. También lo son las células muertas de la piel que comprenden su epidermis (capa más externa de la piel). Siempre que no entren en su cuerpo, son completamente inofensivas. Desafortunadamente, las partículas alfa a menudo van acompañadas de partículas beta y rayos gamma. El Americio-241 que se encuentra en los detectores de humo libera rayos gamma débiles. Afortunadamente, la dosis recibida por una persona es mínima.
Finalmente, tenemos radiación de neutrones. La radiación de neutrones es la forma más peligrosa de radiación ionizante que existe. Es la radiación de neutrones la que hace que los materiales normales sean radiactivos. Los neutrones son como granadas de mano subatómicas. No solo pueden dañar el ADN directamente, sino que también pueden crear núcleos inestables. Cuando estos núcleos de corta duración se descomponen, generalmente unos minutos después, liberan radiación adicional que puede dañar aún más el ADN. El concreto es un escudo de neutrones efectivo.
Las plantas de energía nuclear pueden liberar un máximo de [matemáticas] 250 \ mu S [/ matemáticas] por año. Ese número es la SUMA de la radiación beta, gamma y de neutrones. Eso es un cuarto del uno por ciento de la dosis anual de radiación necesaria para causar cáncer. Cuando se libera material radiactivo, se extiende a un espacio tridimensional. Esto significa que el material radiactivo se disipará de acuerdo con la ley del cuadrado inverso. Duplique su distancia del respiradero y la concentración de material radiactivo disminuye en un factor de cuatro. Las ecuaciones exponenciales son cosas divertidas, ¿no?
Los medios también atacan rápidamente las centrales nucleares alegando que producen material fisionable para armas nucleares. Es cierto que las centrales nucleares pueden producir plutonio. Sin embargo, el plutonio que producen aún necesitaría ser enriquecido a más del 99% de pureza para ser de grado de armas. La mayoría de las plantas de energía no se preocupan por fabricar material de grado de arma (algunas incluso se usan para destruir núcleos de grado de arma), por lo tanto, el enriquecimiento de plutonio no se lleva a cabo.
Eso no quiere decir que una central nuclear no pueda fabricar un arma. La razón de la fuerte presencia de seguridad en una planta de energía nuclear es mantener seguros los desechos nucleares. Un terrorista podría usar los desechos para crear un arma radiológica o una bomba sucia. Dichas armas usan explosivos convencionales para recrear lo que sucedió en Chernobyl: la propagación de material radiactivo. No producen una explosión nuclear. Las fuerzas de seguridad que custodian las plantas de energía nuclear están altamente capacitadas y un conjunto de sensores aseguran que todo el material nuclear permanezca en la premisa.
Eso plantea el tema de la eliminación de residuos nucleares. Tomará cientos de miles, si no millones, de años para que nuestro suministro actual de desechos nucleares decaiga a niveles seguros. La mejor manera de deshacerse de los desechos es enterrarlos bajo tierra en una formación de roca geológicamente estable muy por debajo del nivel freático.
El problema con esta solución, sin embargo, es político; ningún congresista quiere desechos nucleares en su distrito congresional. La mayoría de las personas, al ser ignorantes (como no educados, no como un insulto) de la naturaleza de la energía nuclear, se opondrían a la presencia de desechos nucleares. Dado que las personas deciden quién los gobierna (al menos en una sociedad democrática), hacer algo que no es popular para su circunscripción es el suicidio político. Si las personas se enteran, lo votarán fuera de su cargo (y su estilo de vida mal pagado y mal trabajado) durante las próximas elecciones.
Todo esto significa que las plantas de energía nuclear se ven obligadas a almacenar permanentemente el combustible gastado en piscinas que, aunque son capaces de almacenamiento permanente, se diseñaron solo para almacenamiento temporal. El simple hecho de que estos desechos sean radiactivos solo causa más temor en el público.
La aprensión pública hacia la energía nuclear está impulsada por un miedo irracional provocado por los medios de comunicación (en particular las publicaciones sensacionalistas que ni siquiera dicen la verdad de forma remota). Es fácil mirar a Three Mile Island y decir que la energía nuclear es un riesgo para la salud (es no, las personas que viven cerca de Three Mile Island recibieron una dosis de radiación equivalente a una radiografía de tórax). Es fácil mirar a Chernobyl y extrañar la completa incompetencia de sus operadores. Es fácil mirar a Fukishima y olvidar que tanto un terremoto de magnitud 9.0 como un tsunami de 50 pies deshabilitaron las turbinas y los generadores de respaldo y retrasaron la llegada de generadores portátiles diseñados para tal situación. Nuestras mentes se apresuran a olvidar los eventos “normales” (como el funcionamiento diario seguro de un reactor) y arraigar eventos anormales (por ejemplo, una crisis) en nuestra psique.
TL, DR: Los medios venden el miedo y rápidamente tememos lo que no entendemos.