Una bomba nuclear es un artefacto diseñado para provocar una reacción en cadena que libera una ingente cantidad de energía. Una central nuclear es un artefacto diseñado para provocar una reacción en cadena que... ¡un momento! ¿En qué se diferencia una bomba nuclear y una central nuclear exactamente?

Tanto las armas nucleares como las centrales que nos proveen de energía se basan en el mismo principio: la fisión nuclear. Todo comienza bombardeando el núcleo atómico de un elemento pesado con una partícula como un neutrón. El átomo, incapaz de retener este neutrón, se vuelve inestable y se rompe, liberando gran cantidad de energía en forma de calor y radiación de diversos tipos. Además de esa energía, la fisión del núcleo libera elementos y otros neutrones que chocan con los átomos vecinos, provocando una reacción en cadena extremadamente poderosa.

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En una bomba nuclear, esta reacción es tan rápida que provoca una explosión térmica devastadora con los efectos que tan tristemente conocemos. ¿Por qué en una central nuclear no puede ocurrir una explosión semejante? La respuesta es que un reactor nuclear está diseñado de manera específica para mantener la reacción nuclear bajo control. Para ello tiene varios mecanismos.

El combustible nuclear

Ignición del reactor nuclear experimental ACRR. GIF: YouTube

El primero de esos mecanismos es el propio combustible nuclear. Para que una reacción de fisión libere tanta energía en tan poco tiempo se necesita una sustancia capaz de reaccionar muy violentamente a la fisión. Esa sustancia es el Uranio-235. Las bombas nucleares que usan uranio deben emplear grandes cantidades de Uranio-235 puro para lograr que la reacción sea rápida y violenta.

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En un reactor nuclear, sin embargo, lo que se busca es controlar la reacción, por eso la proporción de uranio enriquecido 235 es de apenas del 3%. El resto es uranio empobrecido U-238, un isótopo de este elemento más inerte y que reacciona con lentitud al proceso de fisión. Solo esta distinción ya hace imposible que un reactor nuclear explote como una bomba atómica.

Además, el combustible en los reactores se distribuye de una forma que impide que se alcance un estado de masa supercrítica necesario para una explosión. En las bombas atómicas, el material radioactivo ya suele estar en un estado casi inestable llamado masa subcrítica, normalmente en un contenedor de forma esférica. Para iniciar la reacción se emplean explosivos convencionales que comprimen ese material hasta hacerlo entrar en masa supercrítica.

Barras de control

Barras de control sobresaliendo en un reactor nuclear de agua presurizada. Foto: Wikipedia

El segundo y más importante de los mecanismos que evitan que la fisión nuclear de un reactor se salga de madre son las barras de control. Entre las barras de combustible nuclear del reactor hay huecos pensados para albergar otro tipo de barras fabricadas en materiales como el cadmio o el boro. Ambos materiales tienen una característica crucial: absorben neutrones sin romperse.

Si la fisión del combustible nuclear en el reactor alcanza un nivel excesivo, los operarios introducen las barras de control en el reactor. Las barras absorben los neutrones e impiden que la fisión nuclear se mantenga.

En la mayor parte de los reactores nucleares, estas barras se mantienen sobre el reactor mediante un sistema de electro imanes, de manera que si la corriente eléctrica se corta las barras caen en el reactor, bloqueando la reacción y apagándolo. La historia nos ha enseñado que esas barras no siempre son suficientes.

Otras precauciones

Además del propio combustible o las barras de control, los reactores nucleares disponen de numerosos mecanismos destinados a refrigerar el reactor e impedir que la radiación escape de la vasija que contiene la reacción. Estos mecanismos van desde sistemas de refrigeración por agua hasta capas de blindaje confeccionadas en hormigón, plomo y acero.

Y sin embargo... de Fukushima a Chernóbil

Interior de la malograda planta nuclear de Fukushima cuando estaba en funcionamiento. Foto: AP

Por supuesto, el hecho de que una central nuclear no pueda explotar como una bomba atómica no significa que no pueda explotar de una manera más convencional e igualmente devastadora. En Chernóbil, por ejemplo, lo que ocurrió es que el núcleo de uno de los redactores se recalentó durante una prueba y lo que explotó fue el hidrógeno acumulado en el interior del reactor. La explosión fue convencional, pero no impidió la formación de una densa nube de vapor que dispersó 500 veces más material radioactivo que la bomba de Hiroshima.

En Fukushima ocurrió algo parecido, un tsunami en la zona averió los sistemas eléctricos de la planta y eso hizo que los sistemas de refrigeración fallaran, provocando la fusión del núcleo y la rotura del sistema de contención del reactor. Los reactores nucleares, en definitiva, no son armas, pero como todo dispositivo de fabricación humana, no están exentos de la posibilidad de fallar, a veces de manera desastrosa. Lo que nunca pueden hacer es provocar una explosión nuclear.