Energia nuclear

L'energia nuclear és l'energia que sorgeix de partícules que formen el nucli dels àtoms de cada element químic i que s'obté en modificar aquests nuclis per mitjà de certes reaccions nuclears. Una reacció nuclear és aquella en què el nucli atòmic d'un element resulta modificat, ja sigui alterant-se els seus nivells d'energia, passant a esdevenir un isòtop diferent, dividint-se en dos o més fragments (fissió), o bé unint-se a un segon nucli (fusió). Alguns d'aquests processos es donen espontàniament a la natura en alguns nuclis, i de vegades poden provocar-se mitjançant tècniques com ara el bombardeig de neutrons. La principal característica d'aquesta font d'energia és l'alta quantitat d'energia que pot alliberar per unitat de massa del combustible utilitzat en comparació amb qualsevol altra emprada per l'ésser humà.

Hi ha dues formes diferents d'obtenir energia nuclear: la fissió nuclear, en la qual un nucli atòmic es trenca en dos o més fragments (emetent també neutrons, fotons i d'altres partícules), i la fusió nuclear, en la qual dos nuclis atòmics s'uneixen per a donar lloc a un de més pesant (acompanyada també de l'emissió de radiació). Una altra tècnica, emprada en aplicacions autònomes de llarga durada i significatiu consum elèctric, és la utilització de generadors termoelèctrics de radioisòtops (GTR, o en anglès RTG), en els que mitjançant l'efecte Seebeck s'aprofita la calor generada per una font radioactiva per produir electricitat. Aquests generadors també reben popularment el nom de piles atòmiques.

En una central nuclear, l'energia nuclear alliberada es manifesta en forma d'energia cinètica de les partícules emeses i de radiació electromagnètica, que generen calor. Aquesta energia tèrmica pot transformar-se en energia mecànica mitjançant màquines tèrmiques, com ara les turbines de vapor. L'energia mecànica pot transformar-se en elèctrica (electricitat) per a la seva distribució a la xarxa elèctrica, o bé pot ésser emprada directament en el transport, com per exemple a vaixells i submarins de propulsió nuclear.