Aplicación de la fusión nuclear en diversas industrias
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En muchas partes del mundo, los trabajadores agrícolas utilizan la radiación para evitar que los insectos dañinos se reproduzcan. Cuando los insectos no pueden tener descendencia, hay menos. La reducción del número de plagas y bichos protege los cultivos, proporcionando al mundo más alimentos.
La irradiación también mata las bacterias y otros organismos nocivos de los alimentos. Este tipo de esterilización se produce sin que los alimentos sean radiactivos ni afecten significativamente a su valor nutricional. De hecho, la irradiación es la única forma de matar eficazmente las bacterias en los alimentos crudos y congelados.
Las tecnologías nucleares proporcionan imágenes del interior del cuerpo humano y pueden ayudar a tratar enfermedades. Por ejemplo, la investigación nuclear ha permitido a los médicos predecir con precisión la cantidad de radiación necesaria para eliminar los tumores cancerosos sin dañar las células sanas.
La tecnología nuclear hace posible la exploración del espacio profundo. Los generadores de las naves espaciales no tripuladas utilizan el calor del plutonio para generar electricidad y pueden funcionar sin supervisión durante años. Esta fuente de electricidad fiable y de larga duración alimenta estas naves espaciales, incluso cuando se aventuran en el espacio profundo.
Aplicaciones de la fusión nuclear
Las posibles aplicaciones del calor nuclear dependen principalmente de la temperatura requerida. Con temperaturas de salida del reactor de hasta 700 °C hay una amplia gama de posibles aplicaciones, a 900 °C hay más posibilidades, y a 950 °C se abre una importante aplicación futura a la producción de hidrógeno. Alrededor del 20% del consumo energético de Estados Unidos se destina a aplicaciones de calor de proceso, frente al 35-40% que se destina a la electricidad. En este 20%, la sustitución de los combustibles fósiles por el calor nuclear promete mucho en cuanto a seguridad energética, estabilidad de precios y reducción de riesgos normativos, y es la única opción si se quieren evitar las emisiones de dióxido de carbono.
El proyecto de reactor de alta temperatura refrigerado por gas (HTR) más avanzado es el HTR-PM de China, basado en su exitoso prototipo HTR-10. La unidad de demostración que se está construyendo en Shidaowan une dos unidades de 250 MWt con una temperatura de salida de 750 °C a una turbina de vapor de 210 MWe.
La Iniciativa Industrial de Cogeneración Nuclear (NC2I), que forma parte de la Plataforma Tecnológica de Energía Nuclear Sostenible (SNETP) de la Unión Europea (UE), se centra en los HTR que producen vapor a 550 °C para diversas aplicaciones industriales. El proyecto Gemini+, puesto en marcha en septiembre de 2017, es un resultado de este, en el que participan la UE y socios internacionales (Japón, Corea del Sur y Estados Unidos) y que está coordinado por el Centro Nacional de Investigación Nuclear de Polonia (NCBJ). Este proyecto está financiado por el programa Euratom y tiene como objetivo proporcionar un diseño conceptual de un sistema de cogeneración nuclear de alta temperatura que suministre vapor de proceso a la industria, un marco de licencias para este sistema y un plan de negocio para una demostración a escala real.
Datos sobre la energía nuclear
La energía nuclear es la segunda fuente de electricidad baja en carbono en la actualidad, con 452 reactores en funcionamiento que proporcionaron 2700 TWh de electricidad en 2018, o el 10% del suministro mundial de electricidad.En las economías avanzadas, la energía nuclear ha sido durante mucho tiempo la mayor fuente de electricidad baja en carbono, proporcionando el 18% del suministro en 2018. Sin embargo, la energía nuclear está perdiendo terreno rápidamente. Mientras que 11,2 GW de nueva capacidad nuclear se conectaron a las redes eléctricas a nivel mundial en 2018 -el total más alto desde 1990- estas adiciones se concentraron en China y Rusia.
La energía nuclear ha evitado alrededor de 55 Gt de emisiones de CO2 en los últimos 50 años, casi igual a 2 años de emisiones globales de CO2 relacionadas con la energía. Sin embargo, a pesar de la contribución de la energía nuclear y el rápido crecimiento de las energías renovables, las emisiones de CO2 relacionadas con la energía alcanzaron un récord en 2018, ya que el crecimiento de la demanda de electricidad superó el aumento de la energía baja en carbono.
En ausencia de nuevas ampliaciones de la vida útil y de nuevos proyectos, podrían producirse 4.000 millones de toneladas adicionales de emisiones de CO2, lo que subraya la importancia del parque nuclear para las transiciones energéticas bajas en carbono en todo el mundo. En las economías emergentes y en desarrollo, sobre todo en China, el parque nuclear proporcionará electricidad con bajas emisiones de carbono durante las próximas décadas, pero el parque nuclear de las economías avanzadas tiene una edad media de 35 años y muchas centrales se acercan al final de su vida útil. Sin embargo, el parque nuclear de las economías avanzadas tiene una media de 35 años y muchas centrales se acercan al final de su vida útil. Dada su antigüedad, las centrales están empezando a cerrar, y se espera que el 25% de la capacidad nuclear existente en las economías avanzadas se cierre para 2025. No obstante, siguen representando una importante inversión de capital. El coste estimado de ampliar la vida operativa de 1 GW de capacidad nuclear durante al menos 10 años oscila entre 500 millones de dólares y algo más de 1.000 millones de dólares, dependiendo del estado del emplazamiento.Sin embargo, las difíciles condiciones del mercado son un obstáculo para las inversiones de ampliación de la vida útil. Un periodo prolongado de precios bajos de la electricidad al por mayor en la mayoría de las economías avanzadas ha reducido drásticamente o eliminado los márgenes de muchas tecnologías, lo que hace que la energía nuclear corra el riesgo de cerrar antes de tiempo si se necesitan inversiones adicionales. Por ello, la viabilidad de las ampliaciones depende en gran medida de las condiciones del mercado nacional.
Aplicación de la energía nuclear pdf
Los reactores comerciales ofrecen varias aplicaciones, además de proporcionar electricidad a hogares y empresas. También pueden utilizarse para alimentar plantas de desalinización, proporcionar calor para el refinado de metales e incluso generar hidrógeno como combustible alternativo de combustión limpia para los vehículos.
Los avances en los sistemas de alcantarillado, desalinización y plantas de tratamiento de aguas residuales mejoran considerablemente la salud pública. Sin embargo, una quinta parte de la población mundial sufre escasez de agua. La demanda de agua dulce sigue creciendo debido al aumento de la población y a los efectos del cambio climático en las regiones áridas y semiáridas.
En la actualidad, aproximadamente el 95% del hidrógeno que se produce en Estados Unidos procede del gas natural. Se produce mediante un proceso llamado reformado de metano al vapor y emite aproximadamente 830 millones de toneladas de dióxido de carbono al año.
Las centrales nucleares podrían utilizarse para generar hidrógeno limpio para crear amoníaco y nitrógeno para los fertilizantes. El hidrógeno también podría utilizarse para el refinado del acero o para desarrollar combustibles sintéticos para los buques de carga y así reducir drásticamente su huella de carbono.
