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Marzo-Abril 2012
Hélix

VÍCTOR SÁNCHEZ ESPINOZA, MANUEL CALLEJA REYNA
Y ARMANDO GÓMEZ TORRES

La energía nuclear
Inicios, situación actual y renacimiento

El fenómeno producido por un reactor nuclear ocurrió de forma natural, hace 2, 500 millones de años, cuando las minas de Oklo, Gabón, ricas en uranio, produjeron energía nuclear similar a la lograda por un reactor nuclear convencional.

EL ORIGEN

Hablar de energía nuclear no tendría sentido sin partir de la antigua Grecia, donde los filósofos y atomistas comenzaron a desarrollar las primeras ideas acerca del origen de la materia, basados en la hipótesis de que toda la materia de nuestro entorno está constituida por pequeñas partículas indivisibles llamadas átomos.

Después, más de mil años pasaron para que Ernest Rutherford brindara su significativa aportación a la fundación de la teoría relativa a la estructura del átomo, pero fue hasta 1905 cuando la equivalencia entre masa y energía, dictada por Albert Einstein, abrió la puerta a la energía nuclear; entonces, los experimentos de la época mostraron que, al bombardear átomos pesados con otra partícula, ocurría que la suma de las masas de las diversas partes en que se separaba el núcleo, conformaba un conjunto menor al del núcleo original, liberándose, por consiguiente, una cantidad equivalente de energía. Dicho descubrimiento, aunado a los estudios de Otto Hahn, a finales de 1938, en los que se demostró la facilidad con la que el núcleo de uranio podía ser partido (fisionado) mediante el choque con un neutrón –produciendo, además, un promedio de tres neutrones que, a su vez, podrían llevar a cabo sucesivas fisiones– marcaron las bases de la utilidad que podría darse a la energía nuclear (figura 1).

En 1942, Fermi se encargó de develar el misterio de su aplicación al construir la primera pila experimental, a partir de la cual se consiguió por primera vez una reacción en cadena controlada. Su diseño requirió combinar diferentes materiales con propiedades específicas, así, el uranio indispensable para producir fisiones, el grafito, útil para moderar (ralentizar) los neutrones, y el cadmio para absorberlos (controlar la reacción en cadena) se convirtieron en los principales actores en el diseño de aquella pila.

El tiempo de guerra (Segunda Guerra Mundial) hizo que las investigaciones se enfocaran en sacar ventaja de esta energía para fines bélicos, lo que al final desembocó en la construcción de la bomba atómica (reacción en cadena sin control)… Afortunadamente, hacia el término de la guerra, el aprovechamiento de la energía nuclear de manera controlada se enfocó en la propulsión naval y en la generación de energía eléctrica.

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Marzo-Abril 2012
Curriculum

 

El doctor Víctor Hugo Sánchez Espinoza es investigador del Instituto de Física de Reactores y Tecnología Nuclear del Instituto Tecnológico de Karlsruhe. Tiene más de 20 años de experiencia en el área nuclear siendo su objetivo desarrollar, validar y optimizar metodologías avanzadas (multifísica y multiescala) para el análisis de seguridad de reactores nucleares de diferente tipo, por ejemplo reactores en operación (PWR, BWR, VVER) y reactores de cuarta Generación que se están desarrollando para la transmutación de desechos radioactivos y cogeneración de energía eléctrica.

El ingeniero Manuel Calleja Reyna es doctorante en el Instituto de Física de Reactores y Tecnología Nuclear (INR) del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT: Karlsruhe Institute of Technology). Estudió las carreras de ingeniería física y aeroespacial en ERAU, USA, continuando con sus estudios en Toulouse (SUPAERO-ISAE), París (CEA-INSTN), y Bruselas (Tractebel-GDF Suez). Su tema de tesis doctoral se enfoca en el acoplamiento estacionario y temporal de un código neutrónico con uno termohidráulico en el marco de un proyecto europeo.

El doctor Armando Miguel Gómez Torres es licenciado en Física y Matemáticas, maestro en Ciencias (Ingeniería nuclear) por la ESFM-IPN y estudio el doctorado en Ingeniería en la Universidad Técnica de Múnich (TUM), en conjunto con el Instituto de Física de Reactores y Tecnología Nuclear del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT) en Alemania. Actualmente, es investigador en el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares. Su línea de investigación está relacionada con la extensión y desarrollo de simuladores para la evaluación de parámetros de seguridad locales en el diseño de reactores nucleares.

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