Aplicaciones y riesgos de la energía nuclear
En Embalse, Córdoba, una central nuclear aporta electricidad a la red. En Ezeiza, un reactor produce el material con el que se hacen estudios a pacientes de todo el país. ¿Cómo puede la misma energía generar electricidad, curar enfermedades y también exigir tantas precauciones? En esta página vas a ver los usos, los riesgos y cómo se manejan.
Usos de la energía nuclear en la Argentina
La Argentina tiene una larga tradición nuclear. La CNEA (Comisión Nacional de Energía Atómica) desarrolla reactores y aplicaciones desde la década de 1950. Estos son los usos principales:
| Uso | Ejemplo en el país |
|---|---|
| Producir electricidad | Centrales Atucha I y II (Lima, Zárate) y Embalse (Córdoba) |
| Producir radioisótopos para medicina | Reactor RA-3, Centro Atómico Ezeiza |
| Formación e investigación | Reactor RA-6, Centro Atómico Bariloche |
| Radioterapia | Fuentes de cobalto-60 que emiten radiación gamma |
| Industria | Controlar soldaduras y espesores con radiación, esterilizar material médico |
Las centrales usan la fisión del uranio para calentar agua y mover turbinas. Los reactores de investigación, en cambio, son de baja potencia: no producen electricidad, sino neutrones y radioisótopos.
La energía nuclear tiene muchos usos en la Argentina. Relacioná cada aplicación con el ejemplo que le corresponde: Aplicaciones: 1. Producción de electricidad. 2.…
La energía nuclear tiene muchos usos en la Argentina. Relacioná cada aplicación con el ejemplo que le corresponde:
Aplicaciones:
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Producción de electricidad.
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Producción de radioisótopos para medicina en un reactor de investigación.
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Formación e investigación en un reactor de baja potencia.
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Radioterapia contra el cáncer.
Ejemplos:
- a) El reactor RA-3, en el Centro Atómico Ezeiza.
- b) La central nuclear de Embalse.
- c) El uso de cobalto-60 como fuente de radiación gamma.
- d) El reactor RA-6, en el Centro Atómico Bariloche.
Medicina nuclear y radioterapia
Un radioisótopo es un isótopo radiactivo. Como es químicamente igual al isótopo estable del mismo elemento, el cuerpo lo trata igual. Por eso sirve de «marcador».
Ejemplo: la tiroides capta el yodo de la sangre para fabricar sus hormonas. Si se le administra yodo-131, se acumula allí. Su radiación permite estudiar la glándula (con detectores externos) o tratarla, porque irradia sobre todo ese órgano y poco el resto del cuerpo.
Se prefieren isótopos con período de semidesintegración corto (horas o días): hacen su trabajo y en poco tiempo casi no queda radiactividad en el paciente.
En radioterapia, la radiación gamma del cobalto-60 se dirige contra un tumor para dañar sus células.
En medicina nuclear, a un paciente con un problema de tiroides se le puede administrar yodo-131, un isótopo radiactivo. La glándula tiroides capta el yodo de la sangre y…
En medicina nuclear, a un paciente con un problema de tiroides se le puede administrar yodo-131, un isótopo radiactivo. La glándula tiroides capta el yodo de la sangre y lo usa para fabricar sus hormonas. Explicá por qué el yodo-131 se acumula en la tiroides y por qué esto permite estudiar o tratar esa glándula sin irradiar de la misma manera al resto del cuerpo. Explicá también por qué se prefiere un isótopo con período de semidesintegración corto.
Datación con carbono-14
En la alta atmósfera, los neutrones de los rayos cósmicos chocan con el nitrógeno y forman carbono-14:
$$^{14}_{7}\text{N} + ^{1}_{0}\text{n} \rightarrow ^{14}_{6}\text{C} + ^{1}_{1}\text{p}$$Fijate que se conservan A (14 + 1 = 15 = 14 + 1) y Z (7 + 0 = 7 = 6 + 1). El C-14 se une al oxígeno y forma $\text{CO}_2$, que las plantas incorporan al fotosintetizar, y los animales al comer plantas. Mientras un ser vivo está vivo, la proporción de C-14 en su cuerpo se mantiene. Cuando muere, deja de incorporarlo y el C-14 se desintegra con un período de semidesintegración de unos 5.700 años. Midiendo cuánto C-14 queda, se calcula la antigüedad.
Por eso solo sirve para restos de seres vivos (hueso, madera, tela, carbón) de hasta algunas decenas de miles de años. No sirve para rocas ni minerales: nunca incorporaron carbono de esa manera, y su edad (millones de años) es enorme frente al período del C-14.
El método del carbono-14 permite averiguar la antigüedad de ciertos restos. Indicá en cuáles de estos casos se podría usar el carbono-14 para datar la muestra y en…
El método del carbono-14 permite averiguar la antigüedad de ciertos restos. Indicá en cuáles de estos casos se podría usar el carbono-14 para datar la muestra y en cuáles no:
- a) Un hueso de una persona que vivió hace 3.000 años.
- b) Una roca volcánica de 200 millones de años.
- c) Un trozo de madera de un barco antiguo.
- d) Un mineral de hierro.
Protección frente a la radiación
Quienes trabajan con material radiactivo (en un servicio de radioterapia, en una central, en un reactor) usan tres medidas básicas:
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Tiempo: cuanto menos tiempo cerca de la fuente, menos radiación se recibe.
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Distancia: cuanto más lejos, menos radiación llega. Al duplicar la distancia, la radiación disminuye mucho.
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Blindaje: se coloca entre la fuente y la persona un material que frena la radiación: plomo, hormigón, agua.
El blindaje depende del tipo de radiación: la alfa la frena una hoja de papel; la beta, una lámina de aluminio; la gamma necesita plomo o hormigón grueso.
Para protegerse de la radiación, las personas que trabajan con material radiactivo aplican tres medidas básicas. Completá la frase con las palabras que faltan: «Para…
Para protegerse de la radiación, las personas que trabajan con material radiactivo aplican tres medidas básicas. Completá la frase con las palabras que faltan: «Para reducir la exposición a la radiación conviene disminuir el $\dots$ de exposición, aumentar la $\dots$ a la fuente y usar un $\dots$ adecuado, como plomo u hormigón».
Una técnica de un servicio de radioterapia trabaja todos los días cerca de fuentes radiactivas. Explicá cómo puede aplicar en su tarea cada una de estas tres medidas de…
Una técnica de un servicio de radioterapia trabaja todos los días cerca de fuentes radiactivas. Explicá cómo puede aplicar en su tarea cada una de estas tres medidas de protección y qué efecto tiene cada una sobre la radiación que recibe: reducir el tiempo de exposición, aumentar la distancia a la fuente y usar blindaje.
Residuos radiactivos
Los residuos radiactivos no se tratan todos igual: depende del período de semidesintegración de sus isótopos.
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Período corto (días): se guardan unos meses y la radiactividad baja hasta niveles seguros. Ejemplo: residuos de un hospital.
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Período largo (miles de años): hay que aislarlos durante un tiempo enorme. El combustible gastado de una central se enfría en piletas dentro de la central y después se almacena en contenedores blindados, a la espera de un depósito definitivo profundo y estable.
Cada período, la actividad se reduce a la mitad. Para saber cuánto tiempo almacenar, se cuentan los períodos necesarios.
Si el período fuera de 24.000 años, también harían falta 3 períodos, pero $3 \cdot 24.000 = 72.000$ años. Un sitio de almacenamiento tendría que garantizar seguridad durante decenas de miles de años: roca estable, sin agua que filtre, y barreras múltiples.
Se generan dos tipos de residuos radiactivos: el residuo A, de un hospital, contiene un isótopo con período de semidesintegración de pocos días; el residuo B es el…
Se generan dos tipos de residuos radiactivos: el residuo A, de un hospital, contiene un isótopo con período de semidesintegración de pocos días; el residuo B es el combustible gastado de una central, que contiene isótopos con períodos de miles de años. El combustible gastado se almacena temporalmente en la misma central.
Proponé un tratamiento distinto para cada residuo y justificalo usando el concepto de período de semidesintegración.
Un residuo radiactivo contiene un isótopo con período de semidesintegración de 30 años. Su actividad inicial es de 800 unidades y se considera que ya no representa…
Un residuo radiactivo contiene un isótopo con período de semidesintegración de 30 años. Su actividad inicial es de 800 unidades y se considera que ya no representa riesgo cuando baja a 100 unidades.
- a) Calculá cuántos años debe almacenarse el residuo hasta alcanzar ese valor.
- b) Si el período del isótopo fuera de 24.000 años, ¿el tiempo de almacenamiento sería mayor o menor? Calculá cuántos períodos harían falta y argumentá qué consecuencias tiene eso para el diseño de un sitio de almacenamiento.
Ventajas, riesgos y cómo argumentar
La energía nuclear no es «buena» ni «mala»: hay que pesar pros y contras.
| A favor | Riesgos o desventajas | Medidas posibles |
|---|---|---|
| No emite dióxido de carbono al generar electricidad | Accidentes en una central | Sistemas de seguridad redundantes, barras de control, controles de la autoridad regulatoria |
| Mucha energía con poco combustible | Residuos de larga duración | Almacenamiento blindado y depósito geológico profundo |
| Funciona de manera continua, sin depender del clima | Uso indebido del material | Controles y salvaguardias internacionales |
Para escribir una buena argumentación: planteá tu posición, da al menos dos argumentos a favor y dos riesgos, proponé una medida concreta para cada riesgo y cerrá con una conclusión que se apoye en lo anterior.
En una localidad cercana a una central nuclear, los vecinos organizan un debate sobre si conviene ampliar la producción de energía nuclear. Algunos plantean que no emite…
En una localidad cercana a una central nuclear, los vecinos organizan un debate sobre si conviene ampliar la producción de energía nuclear. Algunos plantean que no emite dióxido de carbono al producir electricidad. Otros temen los accidentes y los residuos.
Escribí una argumentación que incluya dos argumentos a favor, dos riesgos o desventajas, y una medida concreta para reducir cada riesgo que mencionaste. Cerrá con una conclusión fundamentada.
Volvé al principio: la misma energía sirve para producir electricidad en Embalse y radioisótopos en Ezeiza; lo que cambia es el reactor y el uso, y en todos los casos se aplican tiempo, distancia y blindaje, y se gestionan los residuos según su período.