Los reactores nucleares dentro de las centrales eléctricas han estado alimentando con energía a hogares e industrias en todo el mundo durante 70 años
El gobierno australiano anunció un histórico acuerdo de Defensa con Estados Unidos y Reino Unido que permitirá que una nueva flota de submarinos de propulsión nuclear patrulle las costas y aguas del país. La investigación sobre la propulsión nuclear de embarcaciones marinas comenzó en la década de 1940 con los inicios de la «era nuclear».
Desde entonces, solo seis naciones son dueñas y operan submarinos nucleares: China, Francia, India, Rusia, Reino Unido y Estados Unidos. Pero ¿qué tiene de «nuclear» un submarino nuclear?
Energía poderosa
Lo primero que hay que destacar es que un submarino de propulsión nuclear no es un arma nuclear. En la superficie, se parecen a cualquier otro submarino. La diferencia clave radica en la energía que usa para moverse. En los primeros días de la investigación atómica, los científicos se dieron cuenta rápidamente de que las grandes cantidades de energía liberadas al «dividir el átomo» se pueden aprovecharse para generar electricidad. Los reactores nucleares dentro de las centrales eléctricas han estado alimentando con energía a hogares e industrias en todo el mundo durante 70 años.
De manera similar, cada submarino nuclear extrae energía de su propio reactor nuclear en miniatura a bordo. En el corazón de cada átomo hay un núcleo hecho de protones y neutrones.
El número de protones define a qué elemento químico pertenece ese átomo; los núcleos con el mismo número de protones pero un número variable de neutrones se denominan isótopos de ese elemento. Algunos núcleos muy pesados son muy susceptibles a un proceso conocido como fisión nuclear, mediante el cual se dividen en dos núcleos más ligeros con una masa total menor que el núcleo original. El resto se convierte en energía. La cantidad de energía liberada es inmensa, como podemos ver en la famosa ecuación de Einstein, E = mc², que nos dice que la energía es igual a la masa multiplicado por la velocidad de la luz al cuadrado.
Los reactores de un submarino de propulsión nuclear normalmente se alimentan con uranio. El uranio natural extraído del suelo consiste principalmente en un isótopo llamado uranio-238, mezclado con pequeñas cantidades (0,7%) del isótopo clave uranio-235. Para que el reactor funcione, el combustible de uranio debe estar «enriquecido» para que contenga la proporción deseada de uranio-235.
Para los submarinos, esto suele ser aproximadamente el 50%. El grado de enriquecimiento del combustible es un factor crucial para mantener una reacción en cadena que proporcione un nivel de producción de energía constante y seguro.
Dentro del reactor, el uranio-235 es bombardeado con neutrones, lo que hace que algunos de los núcleos sufran fisión nuclear. A su vez, se liberan más neutrones y el proceso continúa en la llamada «reacción nuclear en cadena». La energía se emite en forma de calor, que se puede utilizar para impulsar turbinas que generan electricidad para el submarino.
¿Cuáles son los pros y los contras de la energía nuclear?
Una gran ventaja de los submarinos de propulsión nuclear es que no requieren de una recarga de combustible. Cuando uno de ellos entra en servicio, se pone operativo con suficiente combustible de uranio para durar más de 30 años.
La alta eficiencia de la energía nuclear también permite que estos submarinos operen a alta velocidad durante períodos más largos que los submarinos diesel-eléctricos tradicionales. Es más, a diferencia de la combustión convencional, las reacciones nucleares no requieren aire. Eso significa que los submarinos nucleares pueden permanecer sumergidos a grandes profundidades durante meses, lo que les brinda mejores capacidades de permanecer de incógnito y permite viajes más largos y remotos. La desventaja es su gran costo. El costo de la construcción de cada submarino nuclear suele ser de varios miles de millones de dólares y requiere una mano de obra altamente calificada con experiencia en ciencia nuclear.
Con sus programas de capacitación especializados que ofrecen universidades y agencias gubernamentales, Australia está bien situada para satisfacer las crecientes demandas en este sentido y también se beneficiará de la experiencia existente en Reino Unido y EE.UU. a través del nuevo pacto de seguridad trilateral. En esta etapa, los detalles sobre dónde se obtendrá el combustible no están claros.
¿Qué pasará con los desechos radiactivos?
La Comisión Real del Ciclo del Combustible Nuclear de 2015 encontró viabilidad comercial para las instalaciones de almacenamiento y eliminación de desechos radiactivos a largo plazo en Australia del Sur. Si esto ocurre, sin duda estará sujeto a deliberaciones a nivel del gobierno local y federal en los próximos años.
