Transcript ¿Qué sabemos acerca de la energía nuclear? Borys Ledoshchuk, Profesor, MD, PhD, Kiev, Ucrania, Supercourse, International Editorial Board.

¿Qué sabemos acerca
de la energía nuclear?
Borys Ledoshchuk,
Profesor, MD, PhD, Kiev, Ucrania,
Supercourse, International Editorial Board
Energía nuclear, poder nuclear,
plantas y bombas, medicina
nuclear y protección nuclear
Referencia :Wikipedia
Energía nuclear - Historia
En 1898, el físico francés
Pierre Curie
Referencia :Wikipedia
Pierre Curie y su esposa
polaca Maria SklodowskaCurie
habían descubierto
presente en un mineral,
uranio, una sustancia la
cual emitía una gran
cantidad de
radioactividad, la cual fue
llamada radio.
Marie Curie,
Sklodowska
Energía nuclear - Historia
En 1917
a Ernest Rutherford, el padre de
la física nuclear, se le acredita la
división del átomo.
En 1932
John Cockcroft y Ernest Walton,
intentaron dividir el núcleo atómico
por medios enteramente artificiales,
usando un acelerador de partículas
para bombardear litio con protones,
y produciendo dos núcleos de helio.
Ernest Rutherford
Referencia :Wikipedia
Energía nuclear - Historia
En 1932 James Chadwick descubrió el neutrón.
En 1934 la fisión nuclear fue primero,
experimentalmente alcanzada por Enrico Fermi
en Roma, cuando su equipo bombardeó uranio con
neutrones.
En 1938, químicos alemanes Otto Hahn y Fritz
Strassmann, junto con los físicos austriacos Lise
Meitner y el sobrino de Meitner, Otto Robert
Frisch, condujeron experimentos con los productos
del uranio bombardeado con neutrones.
Referencia :Wikipedia
Dos tipos básicos de
radiación
- Radiación de partículas
-Partículas alfa
- Partículas beta
-Radiación electromagnética
- Ondas de radio
-Microondas
- Luz ultravioleta
- Radiación gamma
-Radiación X
γ
Partículas alfa
Partículas alfa
(símbolo α ) son un
tipo de radiación
ionizante eyectada de
algunos átomos
inestables. Son
grandes fragmentos
subatómicos
consistentes de dos
protones y dos
neutrones.
Emisor alfa
Número atómico
americio-241
95
plutonio-236
94
uranio-238
92
torio-232
90
radio-226
88
radón-222
86
polonio-210
84
Partículas beta
Partículas beta son
partículas subatómicas
liberadas del núcleo de
algunos átomos
radioactivos. Son
equivalentes a los
electrones. La diferencia es
que las partículas beta se
originan en el núcleo y los
electrones fuera de él.
Hay muchos
emisores beta:
tritio
cobalto-60
estroncio-90
tecnecio-99
yodo-129
yodo-131
cesio-137
Rayos gamma
Un rayo gamma es un
paquete de energía
electromagnética – un
fotón. Fotones gamma
son los fotones más
energéticos del espectro
electromagnético. Rayos
gamma (fotones gamma)
son emitidos del núcleo
de átomos inestables
(radioactivos).
Radionúclidos emisores
de radiación gamma son
las fuentes de radiación
más utilizados. Los tres
radionúclidos más útiles
son:
 cobalto-60,
cesio-137,
tecnecio-99 m.
Fuentes de alta radiación
Fuentes naturales
Rayos
cósmicos
(radiación del
sol y del
espacio
exterior)
Dosis anual
(mrem/año)
Fuentes hechas por el hombre
Médico
(diagnóstico
por rayos X)
Materiales
de
construcción
Bombas
atómicas
El cuerpo
humano
Producción
de energía
nuclear
La tierra
Productos,
televisores
a color
Dosis anual
(mrem/año)
Energía nuclear- Historia
En los Estados Unidos - el primer
reactor por el hombre, conocido como
Chicago Pile-1, que alcanzó el púnto
crítico el 2 de diciembre de 1942.
Este trabajo se convirtió en parte del
Proyecto Manhattan, que construyó
grandes reactores de en el sitio Hanford
para generar plutonio para su uso en las
primeras armas nucleares, que fueron
utilizados en las ciudades de Hiroshima
y Nagasaki.
Bombas atómicas de Hiroshima y
Nagasaki
Foto tomada a nivel de tierra de la bomba de Nagasaki
Energía nuclear
La electricidad se genera por
primera vez por un reactor
nuclear el 20 de diciembre
de 1951, en el EBR-I, cerca
de la estación experimental
de Arco, Idaho, que
inicialmente produjo cerca
de 100 kW (el reactor de
Arco fue también el primero
en experimentar fusión
parcial, en 1955 ).
Energía nuclear
La primera planta
de energía nuclear
en Rusia y la
primera en el
mundo en producir
electricidad, fue el
reactor Obninsk
5MWe, en 1954.
Panel de control de la planta nuclear
Obninsk. Foto: Ilya Varlamov
Reactor AM-1 fue cerrado 2002.
Foto: Alexander Belenky / BFM.ru
Plantas de
energía
nuclear
En 2009, 15% de la electricidad en el
mundo se produjo en plantas nucleares,
a pesar de la preocupación acerca de la
seguridad y manejo de desechos
radioactivos. Se han construido más de
150 buques que usan propulsión
nuclear.
Plantas de
energía
nuclear
Muchos países permanecen activos en el
desarrollo de plantas nucleares, incluyendo China,
India, Japón y Pakistán.
Todos desarrollando de forma activa y rápido, la
tecnología térmica, Corea del Sur y Estados Unidos,
desarrollando sólo la tecnología térmica, y
Sudáfrica y China, desarrollando versiones del
PBMR.
Plantas de energía nuclear
Mapa mundial de reactores
nucleares (útil para objetivos
militares)
Ciclo
de
Combustible
nuclear
Mina
Ciclo de combustible nuclear
•
•
•
•
•
•
Minería del uranio
Conversión y enriquecimiento
Fabricación de combustible
POTENCIA DEL REACTOR
Reprocesamiento, o
Manejo de desechos radioactivos
– Bajo nivel en lugares comerciales
– Alto nivel en las plantas o en las subterráneas
Proceso del reactor nuclear
Estructura de contención
Flujo
Turbina
Generador
Combustible
Reactor de
agua
presurizada
Bomba
Condensador
Agua
Bomba
Agua caliente
Reacciones de
fisión
“alimentadoras”
1ª fisión
Neutrón,
antes de la
fisión
Fragmentos
radioactivos
de la fisión
2ª fisión
Cubierta
protectora
Sellos
metálicos
Cuerpo de
acero
Escudo
externo
Cavidad con
canasta de
combustible
Historia de
armas
nucleares
Primeras armas atómicas
LA PRUEBA TRINITY
Bomba Nuclear
Bomba
Tsar
La bomba Atómica Soviética: 1939-1955
Yuli Khariton, uno de los padres del
programa de armas nucleares
soviético
Khariton fue uno de los físicos del grupo de
elite, que con Igor Kurchatov iniciaron el
programa de armas atómicas soviético en los
40’s. Ayudó a encontrar el secreto complejo de
armas nucleares en Sarov, renombrado
Arzamas-16 (y apodo de "Los Arzamas"), en
Abril de 1946 y fue el primer director
científico, un aposición que matuvo 45 años.
Armas nucleares
Armas nucleares
Club Nuclear de Bombas Nucleares
TNP Estados con armas nucleares (China, Francia, Rusia,
Reino Unido, Estados Unidos)
No TNP Estados con armas nucleares (India, Corea del
norte, Pakistán)
Estados con armas nucleares no declaradas (Israel)
Estados que se sospecha tengan programas de armas
nucleares (Irán, Siria)
Armas de la OTAN con receptores de armas compartidas
Estados que anteriormente poseían armas nucleares
Mejora de armas
Medicina nuclear general
Medicina nuclear es
una rama de la
imagenología médica
que usa pequeñas
cantidades de material
radioactivo para
diagnosticar o tratar
una variedad de
enfermedades
Consumo de energía en el
mundo
Reference: IEA
Países que estarán usando energía
nuclear durante 2015-2030
• América Latina: 3 + 2 nuevas (Chile, Perú)
• Europa Occidental: 9 + 3 nuevas (Italia, Portugal, Turquía)
• Europa del Este: 10 + 3 nuevas (Bielorrusia, Kazajstán,
Polonia)
• África: 1 + 5 nuevas (Argelia, Egipto, Libia, Marruecos,
Túnez)
• Medio Oriente y Asia del Sur: 3 + 1 nuevas (Bangladesh)
• Asia Sudoriental y el Pacífico: 0 + 4 nuevas (Australia,
Indonesia, Malasia, Tailandia)
• Lejano Oriente: 3 + 3 nuevas (Corea del Norte, Filipinas,
Vietnam))
Referencia: IAEA
Contenido relativo de energía de
fuentes naturales de combustible
U-238 - 86,7%
Carbón - 8,7%
U-235 - 0,4%
Gas - 3,4%
Petróleo
0,8%
-
Energía nuclear KWh/cap en
diferentes regiones (2007)
NorteAmérica Europa occidental Europa del este Lejano este
Referencia: IEA
Otros
Catástrofes nucleares
 una guerra nuclear importante;
 un conflicto militar en la que pocas explosiones nucleares tienen
lugar;
 los militares (llamados "quirúrgicos") con empleo de las pocas
explosiones nucleares contra objetivos específicos;
 la destrucción de una ciudad por una explosión nuclear producida
por un comando terrorista;
 la contaminación deliberada radiactivos a gran escala de una zona
habitada;
 la explosión accidental de un arma nuclear u otros accidentes con
armas nucleares;
 un grave accidente en una central nuclear civil, por lo general en
un reactor nuclear que produce electricidad.
Accidentes Nucleares y de Radiación
Accidente de
radiación- el
desastre
Mayak
Kyshtym waste
disaster, 1957
Orphans
– Explosion at Soviet weapons factory forces evacuation
of over 10,000 people in Ural Mts.
– Area size of Rhode Island still uninhabited; thousands
of cancers reported
Accidentes Nucleares y de
Radiación
Planta
nuclear de
la Isla de
Tres Millas,
1979
Accidentes nucleares y de radiación
El reactor nuclear
después del desastre.
Reactor 4 (centro).
Edificio de la turbina
(abajo a la izquierda).
Reactor 3 (centro
derecha)
April 26, 1986
Pripyat, Ucrania.
Foto tomada por Jason Minshull
Desastre de Chernobyl
Desastre de Chernobyl
Las medidas
profilácticas pendientes
fueron realizadas en
amplios territorios de
Ucrania, Rusia y
Bielorrusia, para
minimizar la irradiación
de la población.
Número total de las
personas reubicadas fue
de más de 150 mil
personas.
Desastre de Chernobyl
La evaluación positiva de los
resultados de salud de la
catástrofe de Chernobyl y la
prevención de los posibles
efectos negativos futuro, está en
la combinación de la comunidad
científica internacional, los
esfuerzos financieros y
humanitarios para la solución de
estos problemas.
Chernobyl hoy
Chernobyl
masivamente
evacuaron a turistas de
países occidentales.
Actualmente, el objeto “Refugio" está clasificado
como un sitio de almacén en la superficie (almacén
temporal) de desechos radioactivos espontáneos
(RAW).
“Refugio" está
equipado con
sistemas que
monitorean la
situación
radiológica dentro
del lugar, así como
con sistemas de
control de
estructuras del
edificio.
Accidentes nucleares y de radiación
Embarcaciones nucleares
Riesgo de terrorismo
(nuevo reto a la industria)
Jet del 9/11
pasó cerca de
Indian Point
Riesgos de enriquecimiento y
fabricación de combustible
• Mayor usuarios industriales de agua,
electricidad
– Paducah, KY, Oak Ridge, TN, Portsmouth, OH
• Cáncer y leucemia entre trabajadores
– Incendios y exposición masiva.
– Planta de fabricación Karen Silk en
Oklahoma.
• Riesgo de robo de material de la bomba.
Hay tres factores que afectan a la
exposición del cuerpo a la radiación:
distancia
Distancia
Fuente
radioactiva
tiempo
Tiempo
blindaje
Protección nuclear
Protección nuclear
Referencias