Energía Nuclear: Fisión y Fusión
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Questions and Answers

¿Cuál es la función principal del alternador en una central hidroeléctrica?

  • Convertir energía cinética de rotación en energía eléctrica (correct)
  • Transformar energía potencial en energía cinética
  • Acumular agua en el embalse
  • Regular el flujo del agua en las tuberías

¿Qué tipo de turbina se utiliza para saltos de agua inferiores a 25 m y con alto caudal?

  • Turbina Kaplan (correct)
  • Turbina Francis
  • Turbina Pelton
  • Turbina de tornillo

¿Cuál es la temperatura necesaria para que un sistema de fusión sea susceptible a utilización comercial?

  • 100,000°C
  • 300,000,000°C (correct)
  • 200,000,000°C
  • 400,000,000°C

¿Cuál es la diferencia principal entre la presa de gravedad y la presa de bóveda?

<p>La presa de gravedad se construye de forma triangular, mientras que la de bóveda es convexa. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué rendimiento promedio se asocia a la turbina Kaplan?

<p>93-95% (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los residuos de alta actividad es correcta?

<p>Incluyen combustibles gastados como el Uranio-238. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el principal riesgo asociado con una central de fisión en funcionamiento normal?

<p>Escapes de agua radiactiva del circuito primario. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la capacidad de la turbina Pelton en términos de caudal y salto de agua?

<p>Bajo caudal y gran salto de agua (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de energía representa el 14% de la producción mundial de electricidad?

<p>Energía hidráulica (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué acción realizan las compuertas en una central hidroeléctrica?

<p>Evacúan agua del embalse sin pasar por la sala de máquinas (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de energía es la principal ventaja de la energía hidráulica?

<p>Energía limpia, sin residuos (D)</p> Signup and view all the answers

En caso de un accidente en una central nuclear, ¿qué efecto puede tener la radiactividad sobre los seres vivos?

<p>Los efectos dependen del nivel de radiactividad y del tiempo de exposición (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se clasifica el tratamiento de residuos de baja actividad?

<p>Se mezclan con hormigón y se almacenan en bidones. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es uno de los componentes de un centro hidroeléctrico que transforma energía potencial en energía cinética?

<p>Embalse (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de reactor nuclear tiene menores posibilidades de escapes radiactivos en comparación con la fisión?

<p>Reactor de fusión en fase experimental (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué evento ocurrió en Chernóbil y Fukushima relacionado con explosiones de reactores?

<p>Explosiones por exceso de temperatura al fundirse las paredes. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal del intercambiador de calor en un reactor nuclear?

<p>Evacuar el calor del núcleo del reactor. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con los núcleos de los átomos durante la fusión nuclear?

<p>Se unen para formar un núcleo más pesado. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es uno de los principales isótopos utilizados en las reacciones de fusión nuclear para liberar energía?

<p>Deuterio (C)</p> Signup and view all the answers

Para que la fusión nuclear sea viable en términos de energía, se requiere alcanzar temperaturas extremadamente altas. ¿Cuál es la temperatura estimada necesaria?

<p>100 000 000 °C (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es una ventaja de utilizar deuterio y tritio en la fusión nuclear?

<p>Ambos se pueden obtener del hidrógeno presente en el agua. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor el estado actual de la fusión nuclear?

<p>Se encuentra en estado experimental y consume más energía de la que produce. (C)</p> Signup and view all the answers

En un circuito de refrigeración, ¿qué función cumple el refrigerante?

<p>Evacuar el calor del núcleo del reactor. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de depósito se utiliza para almacenar el combustible utilizado en un reactor nuclear?

<p>Piscinas de hormigón recubiertas con acero y llenas de agua. (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Turbina Kaplan

Turbina de eje vertical con rotor en forma de hélice, usada para saltos de agua con bajo desnivel y gran caudal.

Turbina Pelton

Turbina hidráulica que soporta choques de agua, usada para grandes desniveles de agua pero con poco caudal.

Rendimiento de la turbina Kaplan

Su eficiencia está entre el 93% y el 95%.

Rendimiento de la turbina Pelton

Su eficiencia puede alcanzar hasta el 90%.

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Presa de gravedad

Presa que se sostiene por su propio peso, contrarrestando el empuje del agua. Su forma suele ser recta o ligeramente cóncava.

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Presa de bóveda

Presa que transmite el empuje del agua a las laderas de la montaña, mejorando la eficiencia estructural y reduciendo costos. Su forma es generalmente convexa.

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Embalse

Acumulación de agua retenida por una presa.

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Compuertas

Estructuras que regulan el flujo de agua en un embalse, evitando o permitiendo su salida.

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Intercambiador de calor

Un depósito de agua por el que pasa una tubería con líquido/gas para enfriarlo, cediendo calor al agua.

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Fusión nuclear

Unión de núcleos de átomos ligeros para formar uno más pesado, liberando mucha energía.

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Reacciones termonucleares

Las reacciones de fusión nuclear que liberan más energía en la actualidad implican isótopos de hidrógeno (deuterio y tritio).

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Deuterio y Tritio

Isótopos de Hidrógeno, usados en fusión nuclear. El Tritio es radiactivo.

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Temperatura para fusión

Se necesitan 100,000,000°C para producir más energía de la que se gasta en la reacción.

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Almacenamiento combustible nuclear

Piscinas de hormigón cubiertas con acero y llenas de agua para almacenar combustible utilizado.

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Refrigerante nuclear

Líquido que evacua el calor del núcleo del reactor.

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Estado actual de la fusión nuclear

Actualmente es experimental, ya que se gasta más energía que la que se obtiene.

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¿Qué tipo de energía alimenta a las estrellas?

La fusión nuclear es la fuente de energía de las estrellas como el Sol. Se produce cuando núcleos atómicos ligeros se fusionan para formar núcleos más pesados, liberando una gran cantidad de energía.

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Impacto ambiental de las centrales nucleares

Las centrales nucleares, si operan correctamente, emiten radiactividad similar a la natural. Sin embargo, accidentes como escapes de agua radiactiva o explosiones pueden tener efectos graves sobre los seres vivos.

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¿Cómo se clasifican los residuos nucleares?

Los residuos nucleares se clasifican en baja, media y alta actividad. Los residuos de baja y media actividad se mezclan con hormigón y se almacenan en contenedores. Los residuos de alta actividad se almacenan provisionalmente en piscinas de hormigón con agua.

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Energía hidráulica

La energía hidráulica es la energía del agua en movimiento (cinética) o almacenada a cierta altura (potencial). Esta energía se transforma en energía cinética al caer el agua y se puede utilizar para producir electricidad.

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Ventajas de la energía hidráulica

La energía hidráulica es una fuente de energía renovable, consolidada y limpia. Representa el 14% de la producción mundial de electricidad.

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¿Cómo se aprovecha la energía hidráulica?

La energía hidráulica se aprovecha utilizando presas que almacenan el agua, y turbinas que la hacen girar al caer, generando electricidad. Las turbinas utilizadas dependen del caudal y la altura del agua.

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Origen de la energía hidráulica

Desde la Antigüedad, el ser humano ha utilizado la energía hidráulica para mover molinos y realizar otras tareas. Su uso se ha intensificado para generar electricidad.

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Study Notes

Energía Nuclear

  • La energía nuclear se libera por reacciones nucleares en núcleos atómicos.
  • Einstein demostró la equivalencia masa-energía (E=mc²).
  • Una pequeña cantidad de masa puede generar mucha energía.
  • La reacción nuclear difiere de la combustión común.
  • No se transforma toda la masa en energía.
  • Se utilizan uno o dos átomos para crear otro diferente.
  • Hay ligeras variaciones en las masas inicial y final.
  • Dos tipos principales de reacciones nucleares: fisión y fusión.

Reacción Nuclear de Fisión

  • Emplea el núcleo de uranio enriquecido (235U) o plutonio (239Pu).
  • Estos isótopos son inestables y fisionables (liberan energía al romperse).
  • Se inicia lanzando un neutrón a alta velocidad al núcleo.
  • El núcleo se rompe en dos fragmentos (nuevos átomos) liberando energía y neutrones.
  • Los neutrones liberados provocan nuevas fisiones, generando una reacción en cadena.
  • Aumenta el calor liberado por la reacción en cadena.
  • Componentes clave en una central nuclear de fisión: tubos de acero inoxidable, barras de control, moderador, reactor, turbina, alternador, condensador, edificio de almacenamiento y manipulación, circuito refrigeración/generador de vapor.

Reacción Nuclear de Fusión

  • Une núcleos de átomos ligeros (isótopos de hidrógeno) para crear uno más pesado.
  • Libera una gran cantidad de energía.
  • Actualmente, se encuentra en fase experimental (no genera energía comercial).
  • Las reacciones termonucleares que generan más energía usan deuterio y tritio.

Impacto Medioambiental de la Energía Nuclear

  • Las emisiones radiactivas de centrales nucleares son comparables a las naturales.
  • Posibles accidentes: escapes de agua radiactiva, explosiones del reactor.
  • Residuos radiactivos: baja, media y alta actividad.
  • Los residuos de baja y media actividad se almacenan en hormigón.
  • Los residuos de alta actividad necesitan piscinas de hormigón con agua para su almacenamiento temporal.

Energía Hidráulica

  • Energía cinética (movimiento) o potencial (altura) del agua.
  • Se transforma en energía eléctrica.
  • Una de las energías renovables más consolidadas.
  • Componentes clave en una central hidroeléctrica: embalse, compuertas, transformadores, chimenea de equilibrio, tomas de agua, sala de máquinas, turbinas, alternador.
  • Diferencias entre las turbinas Kaplan y Pelton (diferencia en el uso, salto de agua y caudal).

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Description

Este cuestionario explora los conceptos fundamentales de la energía nuclear, centrándose en las reacciones de fisión y fusión. Se analizarán los principios de la equivalencia masa-energía y el funcionamiento de las reacciones nucleares en diferentes núcleos atómicos. Comprenderás el proceso detrás de la generación de energía a partir de núcleos inestables como el uranio y el plutonio.

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