Energía Nuclear: Del Átomo a la Red Eléctrica

La energía nuclear — la liberación de energía almacenada en los núcleos de los átomos mediante la fisión (la división de átomos pesados) o, en el futuro, la fusión (la unión de átomos ligeros) — se encuentra entre las tecnologías más poderosas y trascendentales que la civilización humana haya desarrollado jamás. En una sola reacción en cadena en un reactor de fisión, la energía liberada por un kilogramo de combustible de uranio equivale a quemar aproximadamente tres millones de kilogramos de carbón, lo que representa una concentración de energía tan extrema que desafió la imaginación de los científicos que la calcularon por primera vez.

La energía nuclear nació del programa de armas más destructivo de la historia, el Proyecto Manhattan, que produjo las bombas atómicas lanzadas sobre Hiroshima y Nagasaki en agosto de 1945. La transición de arma a fuente de energía pacífica fue la ambición central de una generación de científicos nucleares y funcionarios políticos en la década de 1950, expresada en el discurso "Átomos para la Paz" del presidente Dwight Eisenhower ante las Naciones Unidas en diciembre de 1953. La primera central nuclear que generó electricidad para una red civil abrió en Obninsk, en la Unión Soviética, en 1954, seguida por Calder Hall en el Reino Unido en 1956. En veinte años, la energía nuclear se había convertido en una fuente importante de electricidad en los Estados Unidos, Francia, Japón, el Reino Unido y la Unión Soviética.

La promesa de la energía nuclear — electricidad "demasiado barata para medirse", en la infame frase atribuida (con precisión variable) a Lewis Strauss de la Comisión de Energía Atómica en 1954 — nunca se cumplió. En cambio, la energía nuclear se convirtió en una de las tecnologías de generación eléctrica más costosas y complicadas jamás desplegadas, sujeta a intensa controversia pública, rigurosos requisitos regulatorios y accidentes catastróficos (Windscale en 1957, Three Mile Island en 1979, Chernóbil en 1986, Fukushima Daiichi en 2011) que moldearon la opinión pública y la política energética en todo el mundo.

Sin embargo, la energía nuclear sigue siendo una fuente importante de electricidad a nivel mundial — proporcionando aproximadamente el diez por ciento de la electricidad mundial en la década de 2020 — y está experimentando un resurgimiento significativo del interés, ya que las preocupaciones sobre la seguridad energética y la dificultad de descarbonizar los sistemas eléctricos únicamente con energías renovables han impulsado una reconsideración del papel de la energía nuclear. Los diseños avanzados de reactores nucleares, los pequeños reactores modulares (PRM) y el objetivo largamente perseguido de la fusión nuclear han atraído una renovada inversión y atención a principios del siglo veintiuno.

El Descubrimiento de la Radiactividad y la Fisión Nuclear

La base científica de la energía nuclear fue establecida por una serie de descubrimientos a finales del siglo diecinueve y principios del veinte que revelaron la existencia del núcleo atómico y las extraordinarias energías ligadas en su interior.

Wilhelm Röntgen descubrió los rayos X en 1895, la primera evidencia de radiación penetrante proveniente de la materia. Henri Becquerel descubrió la radiactividad natural en 1896, cuando encontró que los compuestos de uranio emitían radiación capaz de exponer placas fotográficas incluso sin haber sido expuestos a la luz. Marie Curie y Pierre Curie estudiaron sistemáticamente la radiactividad (término acuñado por Marie Curie) y descubrieron los elementos radiactivos polonio (nombrado en honor a Polonia, la tierra natal de Marie) y radio en 1898. Marie Curie recibió el Premio Nobel de Física en 1903 (compartido con Pierre Curie y Henri Becquerel) y el Premio Nobel de Química en 1911 — la única persona en recibir Premios Nobel en dos ciencias diferentes, y la primera mujer en recibir un Premio Nobel.

El experimento de la lámina de oro de Ernest Rutherford en 1909 (realizado por Hans Geiger y Ernest Marsden bajo la dirección de Rutherford) estableció que los átomos tenían un núcleo diminuto, denso y cargado positivamente, rodeado de mucho más espacio vacío de lo que se suponía anteriormente. Rutherford ya había descubierto que la radiactividad implicaba la transformación de un elemento en otro — la desintegración alfa convierte el uranio en torio, la desintegración beta convierte el torio en protactinio — ganando el Premio Nobel de Química en 1908 por este trabajo. En 1917, Rutherford se convirtió en la primera persona en lograr una transmutación nuclear artificial, bombardeando nitrógeno con partículas alfa para producir oxígeno e hidrógeno.

El descubrimiento del neutrón por James Chadwick en 1932 fue la pieza faltante crucial para el desarrollo de la fisión nuclear. A diferencia del protón cargado positivamente y el electrón cargado negativamente, el neutrón no lleva carga eléctrica y, por lo tanto, no es repelido por el núcleo cargado positivamente. Esta propiedad hace que los neutrones sean mucho más eficaces que los protones o las partículas alfa para penetrar los núcleos atómicos e inducir reacciones nucleares.

Enrico Fermi y sus colegas en Roma, experimentando con el bombardeo de neutrones sobre varios elementos en 1934, descubrieron que los neutrones lentos (neutrones cuya velocidad había sido reducida por el paso a través de un material moderador) eran mucho más eficaces para inducir reacciones nucleares que los neutrones rápidos. Este descubrimiento — que un moderador podía incrementar dramáticamente la eficacia del bombardeo de neutrones — fue un paso crucial hacia la reacción en cadena controlada.

El descubrimiento de la fisión nuclear en sí fue realizado por Otto Hahn y Fritz Strassmann en Berlín en diciembre de 1938, quienes encontraron que el uranio bombardeado con neutrones producía bario — un elemento mucho más ligero — en lugar de los elementos más pesados que habían esperado por una simple captura nuclear. Lise Meitner y su sobrino Otto Frisch, que habían huido de la Alemania nazi a Suecia y Dinamarca respectivamente, proporcionaron la explicación teórica: el núcleo de uranio se había dividido en dos fragmentos aproximadamente iguales, liberando una cantidad extraordinaria de energía de acuerdo con la ecuación de Einstein E=mc². Meitner y Frisch acuñaron el término "fisión" para este proceso. La energía liberada en un único evento de fisión — aproximadamente 200 millones de electronvoltios, en comparación con aproximadamente 4 electronvoltios para una reacción química típica — era aproximadamente cincuenta millones de veces la energía de la combustión química.

El Proyecto Manhattan y la Bomba Atómica

La posibilidad de que la fisión nuclear pudiera utilizarse para crear un dispositivo explosivo de poder destructivo sin precedentes fue inmediatamente evidente para los físicos que comprendían las implicaciones del descubrimiento de Hahn y Strassmann. En agosto de 1939, Albert Einstein firmó una carta redactada por Leo Szilard (otro físico de origen húngaro que trabajaba en los Estados Unidos) al presidente Franklin Roosevelt, alertándolo sobre la posibilidad de las armas nucleares y la posibilidad de que Alemania, que tenía acceso al uranio del Congo belga y a algunos de los principales físicos nucleares del mundo, pudiera estar desarrollándolas.

Roosevelt autorizó la investigación inicial, pero el programa de armas nucleares estadounidense — el Proyecto Manhattan — no se organizó y financió plenamente hasta después del ataque japonés a Pearl Harbor en diciembre de 1941. Bajo la dirección científica de J. Robert Oppenheimer en Los Álamos, Nuevo México, y con el liderazgo organizacional del general Leslie Groves, el Proyecto Manhattan empleó a aproximadamente 130,000 personas en instalaciones a lo largo de los Estados Unidos y Canadá. El proyecto costó aproximadamente dos mil millones de dólares en valores de 1945 — aproximadamente veinticinco mil millones en términos actuales — y representó el mayor programa científico e ingenieril individual de la historia hasta ese momento.

Los desafíos científicos y técnicos del Proyecto Manhattan fueron formidables. Se siguieron dos caminos paralelos hacia una bomba de fisión: una bomba de uranio que utilizaba uranio-235 (un isótopo raro que necesitaba ser separado del uranio-238, mucho más abundante, mediante plantas de separación isotópica en Oak Ridge, Tennessee) y una bomba de plutonio que utilizaba plutonio-239 (producido al irradiar uranio-238 en reactores nucleares, el primero de los cuales — el Chicago Pile-1 — alcanzó la criticidad bajo las gradas del Stagg Field de la Universidad de Chicago el 2 de diciembre de 1942, en el trascendental experimento de Enrico Fermi).

La prueba Trinity el 16 de julio de 1945, en el desierto de Nuevo México, detonó el primer dispositivo nuclear del mundo — una bomba de implosión de plutonio — con un rendimiento de aproximadamente veinte kilotones. Oppenheimer recordó famosamente un verso del Bhagavad Gita: "Ahora me he convertido en la Muerte, el destructor de mundos". Tres semanas después, la bomba de uranio "Little Boy" fue lanzada sobre Hiroshima el 6 de agosto, y la bomba de plutonio "Fat Man" fue lanzada sobre Nagasaki el 9 de agosto, matando a un estimado de 130,000 a 226,000 personas en total y contribuyendo a la rendición de Japón el 15 de agosto de 1945, poniendo fin a la Segunda Guerra Mundial.

La Carrera Armamentista Nuclear de la Guerra Fría

El monopolio estadounidense sobre las armas nucleares duró solo cuatro años. La Unión Soviética probó su primer dispositivo nuclear — "RDS-1" o "Joe-1", una réplica del diseño estadounidense Fat Man obtenida mediante espionaje — el 29 de agosto de 1949, antes de lo que la mayoría de los analistas occidentales había predicho. El Reino Unido probó su primer dispositivo nuclear en octubre de 1952; Francia en febrero de 1960; China en octubre de 1964; India en mayo de 1974; y Pakistán en mayo de 1998.

La carrera armamentista nuclear de la Guerra Fría produjo arsenales de decenas de miles de ojivas nucleares tanto del lado estadounidense como del soviético, con sistemas de entrega que incluían misiles balísticos intercontinentales (ICBM), misiles balísticos lanzados desde submarinos (SLBM) y bombarderos estratégicos capaces de entregar ojivas en cualquier lugar de la tierra en treinta minutos. En el apogeo de la carrera armamentista en la década de 1980, los Estados Unidos tenían aproximadamente 30,000 ojivas nucleares y la Unión Soviética aproximadamente 45,000.

La bomba de hidrógeno — un arma termonuclear que utiliza una bomba de fisión para desencadenar la fusión de isótopos de hidrógeno, liberando mucha más energía que un dispositivo de fisión puro — fue probada por primera vez por los Estados Unidos en noviembre de 1952 (la prueba Ivy Mike, con un rendimiento de aproximadamente diez megatones, aproximadamente quinientas veces el rendimiento de la bomba de Hiroshima) y por la Unión Soviética en agosto de 1953. El arma nuclear más poderosa jamás detonada fue la Bomba Zar soviética, probada en octubre de 1961 con un rendimiento de aproximadamente cincuenta megatones — aproximadamente tres mil veces el rendimiento de la bomba de Hiroshima.

Átomos para la Paz y el Nacimiento de la Energía Nuclear CIVIL

La transición de las armas nucleares a la energía nuclear estuvo impulsada tanto por motivaciones idealistas como estratégicas. Los científicos nucleares que habían participado en el Proyecto Manhattan eran muy conscientes del poder destructivo que habían contribuido a crear y estaban ansiosos por demostrar que la misma tecnología podía proporcionar beneficios pacíficos. Los gobiernos de los Estados Unidos, el Reino Unido y la Unión Soviética vieron la energía nuclear civil como un medio de demostrar el potencial positivo de la tecnología nuclear y como un instrumento diplomático en la competencia de la Guerra Fría por la influencia internacional.

El discurso "Átomos para la Paz" de Eisenhower ante la Asamblea General de las Naciones Unidas el 8 de diciembre de 1953 propuso un organismo internacional (que se convirtió en el Organismo Internacional de Energía Atómica, u OIEA, establecido en 1957) para promover los usos pacíficos de la energía nuclear y evitar la proliferación de armas nucleares. El discurso lanzó una década de intenso desarrollo nuclear civil en los Estados Unidos y sus aliados, con la industria nuclear optimista sobre el potencial de la energía nuclear para transformar la economía de la generación eléctrica.

La Unión Soviética inauguró la primera central nuclear del mundo en Obninsk, cerca de Moscú, el 27 de junio de 1954. La planta de Obninsk utilizaba un diseño de reactor moderado por grafito y enfriado por agua, y tenía una capacidad de generación de cinco megavatios — modesta incluso para los estándares de la década de 1950, pero históricamente significativa como la primera central nuclear civil. La planta de Obninsk operó hasta 2002, proporcionando no solo electricidad sino también un beneficio propagandístico significativo para la Unión Soviética.

El Reino Unido inauguró Calder Hall en Windscale en Cumberland (ahora Cumbria) el 17 de octubre de 1956, en una ceremonia a la que asistió la reina Isabel II. Calder Hall utilizaba un diseño de reactor enfriado por gas y moderado por grafito (el reactor Magnox) que fue diseñado originalmente principalmente para producir plutonio para las armas nucleares, pero que también generaba electricidad como subproducto. El diseño Magnox era exclusivo de Gran Bretaña y se convirtió en la base de la primera generación de centrales nucleares británicas.

La primera central nuclear civil de los Estados Unidos — la Planta de Energía Atómica de Shippingport en Pensilvania — alcanzó la primera criticidad el 2 de diciembre de 1957, y fue oficialmente inaugurada por el presidente Eisenhower el 26 de mayo de 1958. Utilizaba un diseño de reactor de agua a presión (PWR) desarrollado a partir de los reactores utilizados para propulsar el USS Nautilus, el primer submarino nuclear del mundo. Shippingport tenía una capacidad de generación de sesenta megavatios y operó hasta octubre de 1982, demostrando el diseño PWR que se convertiría en el tipo de reactor más ampliamente adoptado en todo el mundo.

El diseño PWR — en el que el agua a presión tanto enfría el núcleo del reactor como modera la reacción nuclear en cadena, evitando que hierva en el núcleo — fue desarrollado por la Marina de los Estados Unidos para la propulsión de submarinos bajo el liderazgo del almirante Hyman Rickover, un ingeniero exigente y visionario que impulsó el desarrollo de la propulsión naval nuclear con extraordinaria determinación. El USS Nautilus, botado en 1954, completó su primer viaje con energía nuclear en enero de 1955, y en 1958 se convirtió en el primer buque en alcanzar el Polo Norte geográfico, navegando bajo el hielo ártico. El programa naval nuclear de Rickover produjo no solo los submarinos y portaaviones que se convirtieron en la columna vertebral del poder naval estadounidense, sino también la tecnología de reactores y la cultura de seguridad que dieron forma a la industria nuclear civil estadounidense.

Tipos de Reactores y Tecnología Nuclear

El reactor nuclear — el dispositivo que mantiene y controla una reacción nuclear en cadena para producir calor, que luego se utiliza para generar electricidad en un sistema convencional de turbina de vapor — existe en varios tipos principales, cada uno de los cuales refleja diferentes elecciones de combustible, moderador y refrigerante.

El reactor de agua a presión (PWR) utiliza agua ordinaria (agua ligera) tanto como moderador como refrigerante. El agua se mantiene bajo alta presión (aproximadamente 155 bar) para evitar que hierva en el circuito primario; el calor del núcleo del reactor se transfiere a un circuito secundario de agua a través de un generador de vapor, y el vapor secundario impulsa la turbina. El PWR es el tipo de reactor más ampliamente desplegado en el mundo, utilizado en los Estados Unidos, Francia, Japón, Rusia, China, Corea del Sur y muchos otros países.

El reactor de agua en ebullición (BWR) también utiliza agua ligera como moderador y refrigerante, pero permite que el agua hierva en el recipiente del reactor, con el vapor resultante impulsando la turbina directamente. El BWR es más simple en diseño que el PWR (sin generador de vapor separado ni circuito secundario), pero permite cierta contaminación radiactiva del sistema de turbinas, lo que requiere procedimientos cuidadosos de blindaje contra la radiación y mantenimiento. Los BWR se utilizan principalmente en los Estados Unidos, Japón y algunos otros países.

El reactor CANDU (Deuterio-Uranio Canadiense), desarrollado por Energía Atómica de Canadá Limitada, utiliza agua pesada (agua con deuterio en lugar de hidrógeno ordinario) tanto como moderador como refrigerante. La ventaja clave del CANDU es que puede usar uranio natural sin enriquecer como combustible, eliminando la necesidad de tecnología de enriquecimiento de uranio que es costosa y potencialmente utilizable para el desarrollo de armas. Los reactores CANDU se utilizan en Canadá, India, Corea del Sur, Rumania, China y Argentina.

El reactor RBMK moderado por grafito fue el diseño soviético utilizado en Chernóbil y en otras centrales nucleares soviéticas y rusas. El RBMK (Reaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalnyy, o Reactor de Canal de Alta Potencia) utiliza grafito como moderador y agua como refrigerante, con el combustible contenido en tubos de presión que atraviesan la matriz de grafito. Este diseño permitía la recarga de combustible en línea (sin apagar el reactor) y podía usar uranio ligeramente enriquecido, pero tenía un peligroso defecto de diseño: era inestable a baja potencia, con la potencia del reactor tendiendo a aumentar en lugar de disminuir a medida que el refrigerante comenzaba a hervir — la condición física conocida como "coeficiente de vacío positivo". Esta inestabilidad contribuyó directamente al accidente de Chernóbil.

El reactor enfriado por gas (GCR), como los utilizados en los diseños británicos Magnox y de Reactor Avanzado Enfriado por Gas (AGR), usa dióxido de carbono gaseoso como refrigerante y grafito como moderador. La alta temperatura del refrigerante alcanzable con enfriamiento por gas y el uso de moderación por grafito le da al GCR una buena eficiencia térmica y permite el uso de combustible de uranio natural o de bajo enriquecimiento, pero los diseños resultaron más costosos que los reactores enfriados por agua y no han sido ampliamente adoptados fuera del Reino Unido.

Los reactores reproductores rápidos (FBR) utilizan neutrones rápidos (sin moderación) para mantener la reacción en cadena y pueden "reproducir" nuevo material fisible (plutonio) a partir de uranio-238 no fisible, creando potencialmente más combustible del que consumen. Se han construido FBR experimentales y de demostración en la Unión Soviética/Rusia, Francia, el Reino Unido, Japón, India y los Estados Unidos, pero la combinación de complejidad técnica, alto costo y sensibilidad política de la producción de plutonio ha impedido el despliegue comercial generalizado.

Los Accidentes Nucleares y Sus Consecuencias

Tres accidentes nucleares importantes han tenido efectos profundos en el desarrollo y la percepción pública de la energía nuclear en todo el mundo: Windscale (1957), Three Mile Island (1979), Chernóbil (1986) y Fukushima Daiichi (2011).

El incendio de Windscale del 10 de octubre de 1957 ocurrió en un reactor enfriado por aire y moderado por grafito (un Windscale Pile, distinto de los reactores de Calder Hall) utilizado para la producción de plutonio para las armas nucleares británicas. Una operación de calentamiento destinada a liberar la energía almacenada en el grafito (el efecto de "energía Wigner" en el grafito dañado por la radiación) salió mal, incendiando el combustible de uranio y el moderador de grafito. El incendio ardió durante varios días, liberando contaminación radiactiva que incluía yodo-131 (que puede acumularse en la glándula tiroides) por el norte de Inglaterra y partes del noroeste de Europa. La leche de las vacas en la región afectada fue confiscada y desechada. El accidente no mató a nadie de inmediato, pero se ha estimado que causó aproximadamente 240 casos de cáncer en años posteriores, con quizás 33 muertes. El Windscale Pile fue cerrado permanentemente; su desmantelamiento continúa hasta hoy.

El accidente de Three Mile Island del 28 de marzo de 1979, en la Unidad 2 de la central nuclear de Three Mile Island cerca de Harrisburg, Pensilvania, resultó en una fusión parcial del núcleo del reactor tras una serie de fallas de equipos y errores de operadores. El accidente liberó pequeñas cantidades de gases radiactivos y no causó muertes directas, pero la combinación de la dramática crisis pública — con cientos de miles de personas evacuando el área circundante, declaraciones oficiales contradictorias e intensa cobertura mediática — cambió fundamentalmente la percepción de la seguridad nuclear del público estadounidense. El accidente condujo a cambios importantes en la regulación nuclear, la formación de operadores y la planificación de emergencias en los Estados Unidos.

El accidente de Chernóbil del 26 de abril de 1986, en la Unidad 4 de la Central Nuclear de Chernóbil en la República Socialista Soviética de Ucrania (ahora Ucrania), fue el peor accidente nuclear de la historia. Durante una prueba de seguridad realizada en condiciones inseguras — con el reactor operando a baja potencia en su régimen operativo inestable — un aumento de potencia sin control causó una explosión de vapor que voló la tapa del recipiente del reactor, destruyendo el edificio y exponiendo el núcleo del reactor a la atmósfera. El incendio de grafito que siguió ardió durante diez días, liberando grandes cantidades de contaminación radiactiva por la Unión Soviética y Europa. Treinta y una personas murieron directamente a causa del accidente (dos por la explosión, veintiocho por síndrome de radiación aguda en los meses siguientes, y una por insuficiencia cardíaca); las consecuencias a largo plazo para la salud pública se han estimado entre miles y decenas de miles de muertes adicionales por cáncer, dependiendo de la metodología utilizada, aunque el número preciso sigue siendo debatido.

El accidente de Fukushima Daiichi del 11 de marzo de 2011 fue desencadenado por el terremoto y tsunami de Tohoku que golpeó la costa japonesa, superando el muro de contención de la central nuclear e inhabilitando los sistemas de enfriamiento de emergencia. Tres de las seis unidades del reactor sufrieron fusiones en los días posteriores al tsunami; las explosiones de hidrógeno dañaron los edificios de los reactores; y se liberaron cantidades significativas de material radiactivo. Aproximadamente 154,000 personas fueron evacuadas del área circundante. No se produjeron muertes inmediatas por radiación en Fukushima, pero el estrés de la evacuación contribuyó a la muerte de un estimado de mil a dos mil personas mayores y enfermas entre los evacuados.

Energía Nuclear por País

La distribución global de la capacidad de energía nuclear refleja la historia del desarrollo nuclear desde la era de la Guerra Fría hasta el presente, con los Estados Unidos y Francia dominando la capacidad nuclear occidental, y Rusia, China, Corea del Sur y Japón siendo otros grandes operadores.

Los Estados Unidos tienen la mayor capacidad nuclear instalada del mundo, con aproximadamente 93 reactores nucleares en operación en 54 instalaciones que generan aproximadamente el 19-20 por ciento de la electricidad estadounidense. Las plantas nucleares estadounidenses fueron construidas principalmente entre 1970 y 1990; desde finales de la década de 1970, ninguna nueva planta nuclear ordenada en los Estados Unidos ha sido completada (con la excepción de las unidades de expansión de Vogtle en Georgia, completadas en 2023-2024). La combinación de las secuelas de Three Mile Island, los sobrecostos en plantas en construcción y la caída del costo del gas natural impidió la nueva construcción nuclear durante cuatro décadas.

Francia tiene la mayor dependencia de la energía nuclear como porcentaje de electricidad del mundo, con aproximadamente el 70-75 por ciento de la electricidad francesa generada históricamente por sus 56 reactores en operación. El gran programa nuclear de Francia — construido entre mediados de la década de 1970 y finales de la década de 1990 por la empresa estatal Electricité de France (EDF) bajo un enfoque de diseño estandarizado que mantuvo los costos de construcción más bajos que en los Estados Unidos — fue una elección de política deliberada para garantizar la independencia energética francesa tras las crisis del petróleo de la década de 1970. Las exportaciones nucleares francesas — el diseño EPR (Reactor Europeo Presurizado) — han sido vendidas al Reino Unido, Finlandia, China y los Emiratos Árabes Unidos, aunque los sobrecostos y los retrasos en los proyectos EPR en Europa han creado dificultades comerciales para la industria nuclear francesa.

Japón dependía de la energía nuclear para aproximadamente el 30 por ciento de su electricidad antes del accidente de Fukushima, que llevó al cierre de toda la flota nuclear japonesa. Japón ha ido reiniciando lentamente sus plantas nucleares bajo un nuevo marco regulatorio, pero a mediados de la década de 2020 solo una fracción de la flota anterior a Fukushima ha regresado al servicio.

China tiene el programa de expansión nuclear más ambicioso del mundo, con aproximadamente 55 reactores en operación y aproximadamente 20 más en construcción a partir de 2024. La expansión nuclear de China utiliza una combinación de diseños importados (reactores de agua a presión VVER rusos, el diseño estadounidense AP-1000) y diseños desarrollados internamente (el HPR-1000 o Hualong One). China tiene como objetivo expandir la capacidad nuclear a aproximadamente 200 gigavatios para 2035, en comparación con aproximadamente 55 gigavatios en 2024.

Rusia es un importante operador de energía nuclear a nivel nacional y el mayor exportador mundial de tecnología de energía nuclear a través de Rosatom, la empresa nuclear estatal. Rosatom tiene plantas nucleares en construcción o en desarrollo en Turquía, Bangladesh, Egipto, India, Irán, Hungría y otros países, convirtiendo la tecnología nuclear rusa en un instrumento significativo de influencia geopolítica rusa en el mundo en desarrollo.

Corea del Sur ha construido una industria nuclear sustancial con aproximadamente 25 reactores en operación que generan aproximadamente el 30 por ciento de la electricidad surcoreana. El programa nuclear coreano, basado en el diseño PWR de Westinghouse estadounidense y posteriormente indigenizado como el diseño APR-1400, ha logrado costos y plazos de construcción internacionalmente competitivos que han atraído pedidos de exportación de los Emiratos Árabes Unidos (la planta nuclear de Barakah, la primera en el mundo árabe).

El Ciclo del Combustible: De la Minería de Uranio a la Eliminación de Residuos

El ciclo del combustible nuclear abarca todas las etapas desde la minería del mineral de uranio hasta la fabricación del combustible, la operación del reactor, la gestión del combustible gastado y, en última instancia, la eliminación de residuos. Cada etapa tiene requisitos técnicos específicos e implicaciones ambientales y de seguridad potenciales.

El uranio se encuentra en la corteza terrestre a una concentración media de aproximadamente 2-3 partes por millón, pero los depósitos recuperables económicamente (con concentraciones típicamente superiores a 500 partes por millón) están concentrados en un número relativamente pequeño de países. Kazajistán es el mayor productor de uranio del mundo, representando aproximadamente el cuarenta por ciento de la producción mundial. Canadá, Namibia, Australia, Uzbekistán y Rusia son otros grandes productores.

La conversión del mineral de uranio en combustible nuclear requiere varios pasos de procesamiento. El mineral extraído se tritura y procesa para producir concentrado de óxido de uranio (torta amarilla, que contiene aproximadamente el 80 por ciento de óxido de uranio). La torta amarilla se convierte luego en hexafluoruro de uranio (UF6) y se enriquece en una planta de enriquecimiento por difusión gaseosa o centrifugación gaseosa para aumentar la proporción del isótopo fisible uranio-235 desde su nivel natural del 0,7 por ciento hasta aproximadamente el 3-5 por ciento para la mayoría de los combustibles de reactores de potencia. El UF6 enriquecido se convierte luego en polvo de dióxido de uranio