El artículo publicado el 22 de junio en ElDía, donde planteaba la posible sustitución de las fuentes primarias de energía, desplazando la fósil y dando lugar a la nuclear, generó muchas consultas y planteos. Dado que se trata de un tema delicado, plagado de prejuicios, es mi intención responder sobre dos cuestiones: la diferencia entre un reactor nuclear y una bomba nuclear, y el riesgo nuclear.
Dr. Gustavo Scweichardt* En esta oportunidad, me voy a referir al primer punto, con la mayor rigurosidad científica que pueda permitir un lenguaje lo más simple posible, en aras de clarificar los fundamentos vertidos, planteando la pregunta: ¿Un reactor nuclear puede explotar como una bomba nuclear?Si la palabra nuclear continúa relacionándose con "accidente", "peligrosa", "radiación", "guerra nuclear", y otros calificativos similares, seguirá aumentando el número de personas que piensen a favor de la confusión. Algo lógico, porque sólo nos acordamos de hablar de ciencia, cuando se produce un desastre, invitando expertos a debates para explicar lo que ha ocurrido. Y esta situación se extiende a cualquier campo del conocimiento científico, cuyo impacto social resulte directo y propicie la opinión con desmesura.Desde un punto de vista físico, los reactores nucleares son muy similares a las bombas nucleares. En ambos casos, la fuente de energía estriba en la reacción en cadena a partir del elemento uranio 235 y/o plutonio 239, pero con marcadas diferencias.Fisión nuclearPara comprender el proceso denominado "reacción en cadena", se requiere introducir el concepto de fisión nuclear. Se trata de un proceso de combinación y transformación de las partículas sub-atómicas y núcleos atómicos, o reacción nuclear, altamente exotérmico (libera grandes cantidades de energía en forma de calor, mucho más que en una reacción química), cuyo mecanismo puede sintetizarse del modo siguiente: un núcleo atómico pesado se divide en dos o más núcleos pequeños, además de algunos subproductos como neutrones libres, fotones y otros fragmentos. Se puede inducir por varios métodos, típicamente el bombardeo del núcleo de un átomo "fisionable" con una partícula de la energía correcta, generalmente un neutrón libre. Este neutrón libre es absorbido por el núcleo, haciéndolo inestable (a modo de ejemplo, se podría pensar en la inestabilidad de una pirámide de naranjas en el supermercado, al lanzarse una naranja contra ella a la velocidad correcta). El núcleo inestable, entonces se partirá en dos o más pedazos: los productos de la fisión que incluyen dos núcleos más pequeños, hasta siete neutrones libres (con una media de dos y medio por reacción), y algunos fotones. Reacción en cadenaSi el proceso representado en la figura continuase, puesto que cada acontecimiento de fisión lanza dos o más neutrones, y estos neutrones inducen otras fisiones, se acelerará muy rápidamente, causando el efecto llamado la reacción en cadena. Suele referirse como "duplicación", pues por cada neutrón impactando sobre el núcleo fisible, se obtienen dos.Diferencia entre un reactor nuclear y una bomba nuclear Las bombas se sirven de las denominadas "duplicaciones" para lograr que toda la fisión tenga lugar en millonésimas de segundo, mientras que los reactores utilizan una reacción en cadena "sostenida", 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. En un reactor, 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. En una bomba, toda la energía es liberada en un instante.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 se compone de 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. 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 (reducida su velocidad por algún medio llamado moderador), el uranio 238 los absorberá y la reacción en cadena se verá interrumpida.Es posible que se presente una reacción en cadena con neutrones moderados. Eso es lo que ocurrió en el accidente de Chernóbil. Pero en tal caso, la energía se ve sustancialmente limitada, puesto que la explosión destroza el reactor mucho antes de que se haya liberado una gran cantidad. Es decir: 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.ConclusiónLos reactores nucleares pueden explotar, sí, pero como la dinamita, no como una bomba nuclear. La explosión de un reactor es peor que la de la dinamita debido a los residuos radiactivos que libera, no por el estallido en sí, y la devastación subsiguiente erróneamente asimilada a la de una bomba nuclear.*Doctor en Ingeniería/Economía Energética, Master en Economía y Política Energético Ambiental y Posgraduado Especialista en Evaluación de Impactos Ambientales. Científico investigador del CONICET. Director del Grupo de Investigación en Economía Computacional de Redes y Energías Renovables en UTN. Anterior: Instituto de Economía Energética-Fundación Bariloche, Centro Atómico Bariloche.
En la figura se muestra un ejemplo. Un neutrón impacta sobre un núcleo fisionable, uranio 235. Es absorbido, creando un nuevo núcleo inestable, uranio 236. Debido a ello, este nuevo núcleo inestable se fragmenta en dos nuevos núcleos: kriptón 92 (gas radioactivo) y bario 141 (radioisótopo del bario, altamente radioactivo), y subproductos, entre ellos tres neutrones. Ambos núcleos inestables (radioisótopos), "decaen" mediante un proceso denominado cadena de desintegración, rápidamente, hasta un núcleo estable (no radioactivo-radioisótopo). De modo que lo importante son los tres neutrones liberados, que impactarán sobre otros núcleos de uranio 235, continuando el proceso de fisión.
