Energía Nuclear: Fisión y Fusión

La energía nuclear es la energía liberada al dividir el núcleo de un átomo (fisión nuclear) o al unir dos átomos para convertirse en un átomo individual (fusión nuclear).

Fisión Nuclear

La fisión nuclear es una de las dos reacciones posibles cuando se trabaja con energía nuclear. En este contexto, la fisión nuclear se refiere a la división del núcleo de un átomo. El núcleo se fragmenta en diversas partes, con una masa cercana a la mitad de la masa original, más dos o tres neutrones.

Fusión Nuclear

La fusión nuclear es una reacción en la que dos núcleos de átomos ligeros, generalmente hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio), se unen para formar otro núcleo más pesado, liberando una gran cantidad de energía.

Ventajas y Desventajas de la Energía Nuclear

Ventajas

La energía nuclear presenta numerosas ventajas. Es una fuente importante de generación de energía eléctrica. En la Unión Europea, un tercio de la energía eléctrica proviene de la energía nuclear, lo que evita la emisión de aproximadamente 700 millones de toneladas de CO2 a la atmósfera.

Desventajas

Los riesgos de accidentes nucleares son significativos. Las catástrofes de Chernóbil y Fukushima son ejemplos paradigmáticos. Si no se implementan las medidas de seguridad adecuadas, el riesgo para la humanidad es considerable.

Espectro Electromagnético

Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto, el espectro electromagnético (o simplemente espectro) es la radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia. Esta radiación es única para cada sustancia, actuando como una «huella dactilar». Los espectros se observan mediante espectroscopios, que permiten medir la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.

Efecto Fotoeléctrico

El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material al incidir sobre él una radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, generalmente). A veces, se incluyen otros tipos de interacción entre la luz y la materia:

• Fotoconductividad: Aumento de la conductividad eléctrica de la materia o diodos debido a la luz.
• Efecto fotovoltaico: Transformación parcial de la energía lumínica en energía eléctrica.

La emisión de electrones por metales iluminados fue observada a finales del siglo XIX por Hertz y Hallwachs. Las características esenciales del efecto fotoeléctrico son:

• Para cada sustancia, existe una frecuencia mínima o umbral de la radiación electromagnética. Por debajo de esta frecuencia, no se producen fotoelectrones, independientemente de la intensidad de la radiación.
• La emisión electrónica aumenta al incrementarse la intensidad de la radiación, ya que hay más energía disponible para liberar electrones.

Transferencia de Energía

Al calentar un cuerpo, se gasta energía. Las partículas del cuerpo incrementan su actividad y movimiento, aumentando su energía individual y, por tanto, la energía interna del cuerpo. Al poner en contacto dos cuerpos, uno caliente y otro frío, el primero se enfría y el segundo se calienta. Esta transferencia de energía se produce porque las partículas del cuerpo más caliente, con mayor movimiento y energía, chocan con las partículas del cuerpo frío en la zona de contacto. Este movimiento se transmite, aumentando la energía del cuerpo frío a expensas de la energía del cuerpo caliente. La energía transferida se denomina calor. No es correcto decir que el calor está almacenado en los cuerpos; lo que se almacena es la energía. El calor es la energía en tránsito de un cuerpo o sistema a otro. Los cambios en este proceso siempre ocurren en una dirección: desde el cuerpo que suministra la energía hasta el que la recibe.

Efecto Invernadero

El efecto invernadero es el fenómeno por el cual ciertos gases, componentes de la atmósfera terrestre, retienen parte de la energía que la superficie del planeta emite tras ser calentada por la radiación solar. Este fenómeno afecta a todos los cuerpos planetarios rocosos con atmósfera y evita que la energía recibida del sol regrese inmediatamente al espacio, creando un efecto similar al de un invernadero. En el sistema solar, Venus, la Tierra y Marte presentan efecto invernadero.

El efecto invernadero se está viendo intensificado en la Tierra por la emisión de gases como el dióxido de carbono y el metano, debido a la actividad humana.