Del Núcleo a la Electricidad: Anatomía de una Central Nuclear

Reactivo nuclear — *Esquema de funcionamiento de un reactor nuclear de agua a presión (PWR). Fuente de la imagen: dominio público (nueva ventana).*

Comprender la fisión nuclear

El principio básico de una central nuclear se basa en la fisión de átomos pesados, en particular el uranio-235. Cuando un núcleo de uranio-235 absorbe un neutrón, se vuelve inestable y se divide en dos núcleos más ligeros, liberando una gran cantidad de energía (alrededor de 200 MeV) así como varios neutrones adicionales. Estos neutrones pueden, a su vez, causar más fisiones: esta es la reacción en cadena.

Estructura de una central nuclear

Una central nuclear consta principalmente de:

El reactor: el núcleo de la planta, donde ocurre la fisión.
El circuito primario: transporta el calor del núcleo a un generador de vapor.
El generador de vapor: convierte el agua del circuito secundario en vapor.
La turbina: impulsada por vapor, hace girar un alternador.
El alternador: convierte la energía mecánica en electricidad.
El condensador: enfría el vapor para licuarlo y reiniciar el ciclo.

Gestión de la reacción y seguridad

El control de la reacción en cadena está asegurado por barras de control, hechas de materiales que absorben neutrones (boro, cadmio). Al insertar o retirar estas barras del núcleo del reactor, se modula el número de fisiones. En caso de emergencia, un apagado automático (scram) permite insertar instantáneamente estas barras para detener la reacción. La estructura de contención, a menudo hecha de hormigón pretensado, previene liberaciones radiactivas en caso de un accidente.

Tabla comparativa de tipos de reactores

Comparación de reactores nucleares comunes
Tipo de reactor	Moderador	Enfriamiento	Combustible	Ejemplo
PWR (Reactor de Agua a Presión)	Agua Ligera	Agua Presurizada	UO₂ enriquecido (~3-5% U-235)	PWR – Francia (EDF)
BWR (Reactor de Agua en Ebullición)	Agua Ligera	Agua en Ebullición	UO₂ enriquecido	BWR – Japón, EE.UU.
RBMK	Grafito	Agua Ligera	Uranio Natural	Chernóbil – URSS
PHWR (CANDU)	Agua Pesada	Agua Pesada	Uranio Natural	Canadá

Fuentes: Agencia Internacional de Energía Atómica (AIEA) (nueva ventana), Asociación Nuclear Mundial (nueva ventana)

Ventajas y limitaciones de la energía nuclear

La energía nuclear tiene muchas ventajas: producción continua, bajas emisiones de CO₂, alta densidad energética. Sin embargo, plantea problemas de seguridad, gestión de residuos radiactivos y proliferación. La vida útil de los residuos (hasta varios cientos de miles de años para algunos isótopos como el plutonio-239) implica una responsabilidad intergeneracional.

Hacia reactores del futuro

Los reactores de cuarta generación están en desarrollo (reactores rápidos, sales fundidas, alta temperatura) para mejorar la seguridad, reducir los residuos y optimizar los recursos. Al mismo tiempo, la fusión nuclear, en particular a través del proyecto ITER, promete energía abundante sin residuos de larga duración, pero sigue en etapa experimental.

Producción de electricidad nuclear por país en 2023
País	Producción nuclear (TWh)	Participación de la energía nuclear en el país	Participación de la producción nuclear mundial
Estados Unidos	≈ 775 TWh	18.5%	≈ 30.5%
China	≈ 433 TWh	4.9%	≈ 17.0%
Francia	≈ 324 TWh	64.8%	≈ 12.6%
Rusia	≈ 217 TWh	18.4%	≈ 8.5%
Corea del Sur	≈ 180 TWh	30.7%	≈ 7.1%
Ucrania	≈ 86 TWh	≈ 55%	≈ 3.4%
Canadá	≈ 85 TWh	≈ 13.7%	≈ 3.3%
Japón	≈ 77 TWh	≈ 5.5%	≈ 2.2%
España	≈ 54 TWh	≈ 20.3%	≈ 2.1%
India	≈ 48 TWh	≈ 3.1%	≈ 1.9%
Suecia	≈ 47 TWh	≈ 28.6%	≈ 1.8%
Reino Unido	≈ 37 TWh	≈ 12.5%	≈ 1.5%
Emiratos Árabes Unidos	≈ 33 TWh	≈ 19.7%	≈ 1.3%
Finlandia	≈ 33 TWh	≈ 42%	≈ 1.3%
Bélgica	≈ 31 TWh	≈ 41.2%	≈ 1.2%
República Checa	≈ 30 TWh	≈ 40%	≈ 1.2%
Pakistán	≈ 24 TWh	≈ 17.4%	≈ 0.9%
Suiza	≈ 23 TWh	≈ 32.4%	≈ 0.9%
Eslovaquia	≈ 18 TWh	≈ 61.3%	≈ 0.7%
Taiwán	≈ 17.8 TWh	≈ 6.3%	≈ 0.7%
Brasil	≈ 14.5 TWh	≈ 2.2%	≈ 0.6%
Hungría	≈ 15 TWh	≈ 48.8%	≈ 0.6%

Fuentes: IAEA PRIS "Experiencia Operativa 2023" y Asociación Nuclear Mundial "Informe de Desempeño de la Industria Nuclear Mundial 2024"