Procesos nucleares en la central eléctrica de Millstone ## Descripción general de la tarea La central nuclear de Millstone en Waterford, Connecticut, genera una gran parte de la electricidad de Connecticut. En esta tarea, utilizará el Simulador de fisión nuclear de Millstone para investigar la fisión del uranio-235, comparar la energía liberada con los procesos químicos y evaluar las soluciones de diseño alternativas para gestionar este recurso energético. Expectativas de rendimiento: * HS-PS1-8: Desarrollar modelos para ilustrar los cambios en la composición del núcleo del átomo y la energía liberada durante los procesos de fisión, fusión y desintegración radiactiva. * HS-ESS3-2: Evaluar soluciones de diseño alternativas para desarrollar, gestionar y utilizar recursos energéticos y minerales basándose en las relaciones costo-beneficio. ## Parte 1: Modelado de la fisión nuclear 1. Abra el Simulador de fisión nuclear de Millstone. 2. Haga clic en Activar reacción. 3. Observe la animación y haga clic en las pestañas de análisis para leer la explicación científica proporcionada. Preguntas: 1. Describa el estado inicial del núcleo de uranio-235 antes de que ocurra la reacción. ¿Qué debe suceder para activar el proceso de fisión? 2. Identifique los productos de la reacción de fisión que se muestra en el simulador. ¿Cómo se comparan los números de masa totales (protones + neutrones) de los productos con los de los reactivos? Explique por qué sucede esto. 3. El simulador describe la salida de energía como “Extremadamente alta” y señala que es de ~200 MeV por evento. Compare esto con una reacción química típica, como quemar una molécula de carbón (carbono) en un horno de pizza, que libera aproximadamente 4 eV. ¿Cuántas veces más energía se libera en un solo evento de fisión de U-235 en comparación con la combustión de un solo átomo de carbono? ¿Qué implica esta enorme diferencia en la escala de energía sobre la eficiencia de las centrales nucleares como Millstone en comparación con las centrales de combustibles fósiles? ## Parte 2: Análisis de costo-beneficio de la energía nuclear Las centrales nucleares, como la central eléctrica de Millstone en Connecticut, proporcionan una cantidad significativa de la electricidad de la región sin emitir gases de efecto invernadero durante su funcionamiento. Sin embargo, también producen residuos radiactivos (combustible nuclear gastado) que siguen siendo peligrosos durante miles de años. 4. Beneficios: ¿Cuáles son los principales beneficios ambientales y económicos de generar electricidad utilizando la fisión nuclear en una instalación como Millstone, especialmente si se considera la necesidad global de reducir las emisiones de carbono para mitigar el cambio climático? 5. Riesgos y costos: Describa los riesgos geopolíticos y ambientales a largo plazo asociados con el almacenamiento de combustible nuclear gastado. ¿Por qué es tan difícil encontrar una solución permanente para estos residuos? 6. Evaluación: Basándose en su comprensión de la enorme producción de energía de la fisión (Parte 1) y los riesgos asociados con los residuos radiactivos, realice un análisis de costo-beneficio. ¿Cree que los beneficios de la generación de electricidad libre de carbono superan los riesgos a largo plazo del almacenamiento de combustible nuclear gastado? Defienda su postura utilizando evidencia específica del simulador y su conocimiento de los recursos energéticos.