La energía nuclear proviene de la energía almacenada en el núcleo (núcleo) de un átomo. Esta energía se libera mediante fisión (división de átomos) o fusión (fusión de átomos para formar un átomo más grande). La energía liberada se puede utilizar para generar electricidad.
Los combustibles fósiles, que incluyen principalmente carbón, petróleo y gas natural, satisfacen la mayoría de las necesidades energéticas en todo el mundo. La generación de electricidad es uno de los usos predominantes de los combustibles fósiles. Pero este recurso es limitado.
Generar electricidad
La energía nuclear se puede liberar al dividir un átomo de uranio. El núcleo de un átomo está formado por protones y neutrones. Cuando el núcleo se divide, libera energía en forma de calor. Algunos neutrones también se liberan en la división. Estos neutrones podrían dividir otros núcleos, liberando más calor y neutrones. Esta reacción en cadena se llama fisión nuclear.
Los combustibles fósiles se formaron a partir de restos orgánicos de plantas y animales prehistóricos. Estos restos, que tienen millones de años, fueron convertidos por el calor y la presión en la corteza terrestre en combustibles que contienen carbono.
Tanto las plantas de energía nuclear como las de combustibles fósiles producen electricidad de la misma manera. El calor generado en estas plantas se utiliza para generar vapor. Este vapor impulsa una turbina, que alimenta un generador que convierte la energía mecánica en energía eléctrica.
Emisiones: energía nuclear frente a energía de carbón
La energía nuclear es más limpia al generar electricidad. La fisión nuclear proporciona energía sin liberar gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono. Sin embargo, las plantas de energía nuclear generan desechos radiactivos, un factor crítico al comparar la contaminación de los combustibles fósiles con la energía nuclear.
Sin embargo, en una comparación entre la energía nuclear y la energía del carbón, considere que la combustión de combustibles fósiles libera dióxido de carbono a la atmósfera. De hecho, el 90 por ciento de las emisiones de carbono de la generación de electricidad en los Estados Unidos provienen de centrales eléctricas de carbón. Emiten contaminantes como dióxido de azufre, metales tóxicos, arsénico, cadmio y mercurio.
Eficiencia y confiabilidad
Una pastilla de combustible nuclear pesa aproximadamente 0,1 onzas (6 gramos). Sin embargo, ese único gránulo produce la cantidad de energía equivalente a la generada por una tonelada de carbón, 120 galones de aceite o 17,000 pies cúbicos de gas natural, lo que hace que el combustible nuclear sea mucho más eficiente que el fósil combustibles.
Además, las plantas de energía nuclear funcionan de manera más confiable que otras instalaciones de generación de energía. En 2017, las plantas nucleares funcionaron a plena capacidad el 92% del tiempo. A modo de comparación, considere los tiempos de funcionamiento de otras fuentes de generación de energía: plantas de carbón (54%), plantas de gas natural (55%), aerogeneradores (37%) y plantas solares (27%).
Disponibilidad de recursos
El uranio es una de las fuentes de energía más abundantes de la Tierra. El uranio se puede reprocesar y volver a utilizar, una de las ventajas de la energía nuclear sobre los combustibles fósiles. Los combustibles fósiles, por otro lado, no son renovables. Ha habido una fuerte disminución de las reservas de energía debido a la dependencia de las personas de los combustibles fósiles.
Costos: energía nuclear frente a combustibles fósiles
El costo es importante cuando se consideran los pros y los contras de la energía nuclear frente a los combustibles fósiles. Si bien los costos operativos de las plantas de energía nuclear exceden el costo de otras fuentes de energía generadoras de electricidad, el costo total es menor que la mayoría. El costo total promedio de generación de electricidad incluye operaciones, mantenimiento y combustibles. Los costos se informan en molinos por kilovatio-hora, donde un molino equivale a $ 0.001 o una décima parte de un centavo de EE. UU.
Los costos totales promedio en molinos por kilovatio-hora reportados para 2017 son, en orden de costo creciente, 10.29 para energía hidroeléctrica (incluyendo tanto el almacenamiento hidroeléctrico convencional como por bombeo). centrales hidroeléctricas), 24,38 para energía nuclear, 31,76 para turbinas de gas y pequeña escala (definidas como turbinas de gas, de combustión interna, fotovoltaicas o solares y eólicas) y 35,41 para vapor fósil plantas.
Futuro de la generación de energía
Las fuentes de combustibles fósiles están disminuyendo gradualmente, lo que conduce a una posible escasez mundial de energía. Las plantas de energía nuclear ya proporcionan energía en treinta estados. Con dos nuevas plantas aprobadas y alrededor de 18 solicitudes para construir nuevas plantas bajo consideración de EE. UU. Comisión Reguladora Nuclear en 2018, las plantas de energía nuclear pueden satisfacer esa necesidad energética en los Estados Unidos.