Ingeniería Nuclear

Ciencia aplicada

La ingeniería nuclear es la disciplina de la ingeniería que se ocupa del diseño y aplicación de sistemas que utilizan la energía liberada por los procesos nucleares. ^{[1] [2]} La aplicación más destacada de la ingeniería nuclear es la generación de electricidad. En todo el mundo, unos 440 reactores nucleares en 32 países generan el 10 por ciento de la energía mundial a través de la fisión nuclear . ^[3] En el futuro, se espera que la fusión nuclear agregue otro medio nuclear de generación de energía. ^[4] Ambas reacciones hacen uso de la energía de enlace nuclear liberada cuando los nucleones atómicos se separan (fisión) o se juntan (fusión). La energía disponible viene dada por la curva de energía de enlace , y la cantidad generada es mucho mayor que la generada mediante reacciones químicas. La fisión de 1 gramo de uranio produce tanta energía como la quema de 3 toneladas de carbón o 600 galones de fueloil, ^[5] sin añadir dióxido de carbono a la atmósfera. ^[6]

¿Qué hacen los ingenieros nucleares?

Los ingenieros nucleares trabajan en áreas como las siguientes: ^{[7] [8] [9]}

• Diseño de reactor nuclear, que ha evolucionado desde la Generación I, prueba de concepto , reactores de las décadas de 1950 y 1960, ^[10] hasta los conceptos de Generación II , Generación III y Generación IV.
• Hidráulica térmica y transferencia de calor . En una central nuclear típica , el calor genera vapor que impulsa una turbina de vapor y un generador que produce electricidad.
• La ciencia de los materiales en relación con las aplicaciones de la energía nuclear.
• Gestión del ciclo del combustible nuclear , en el que se obtiene material fisible , se transforma en combustible , se elimina cuando se agota y se almacena o reprocesa de forma segura.
• Propulsión nuclear , principalmente para buques militares, pero ha habido conceptos para aviones y misiles. La energía nuclear se utiliza en el espacio desde los años 1960
• Física del plasma , fundamental para el desarrollo de la energía de fusión.
• Desarrollo y gestión de armas.
• Generación de radionucleidos , que tienen aplicaciones en la industria, la medicina y muchas otras áreas.
• Gestión de residuos nucleares
• física de la salud
• Medicina nuclear y Física Médica
• Salud y seguridad
• Ingeniería de instrumentación y control.
• Ingeniería de Procesos
• Gestión de proyectos
• Ingeniería de calidad
• Operaciones del reactor ^[11]
• Seguridad nuclear (detección de materiales nucleares clandestinos) ^[12]
• La ingeniería nuclear desempeña incluso un papel en la investigación criminal ^[13] y en la agricultura. ^[14]

Muchos ingenieros químicos , eléctricos y mecánicos y de otro tipo también trabajan en la industria nuclear, al igual que muchos científicos y personal de apoyo. En Estados Unidos, casi 100.000 personas trabajan directamente en la industria nuclear. Incluyendo los empleos del sector secundario , el número de personas que mantiene la industria nuclear estadounidense es de 475.000. ^[15]

Historia de la ingeniería nuclear

Se puede argumentar que la ingeniería nuclear nació en 1938, con el descubrimiento de la fisión nuclear. ^[16] Sin embargo, desde la perspectiva de la ingeniería de aplicar la ciencia para crear algo nuevo, un comienzo más apropiado podría ser 1942, cuando Chicago Pile-1 (CP-1) comenzó a operar en la Universidad de Chicago como parte del Proyecto Manhattan . El primer reactor nuclear artificial , CP-1, fue diseñado por un equipo de físicos preocupados de que la Alemania nazi también pudiera estar intentando construir una bomba basada en la fisión nuclear. (La reacción nuclear más antigua conocida en la Tierra ocurrió de forma natural , hace 1.700 millones de años, en Oklo, Gabón, África). El segundo reactor nuclear artificial, el reactor de grafito X-10 , también formó parte del Proyecto Manhattan, al igual que el plutonio. -Reactores productores de Hanford Engineer Works .

El primer reactor nuclear que generó electricidad fue el Reactor Reproductor Experimental I (EBR-I), que lo hizo cerca de Arco, Idaho, en 1951. ^[17] El EBR-I era una instalación independiente, no conectada a una red, sino una instalación posterior de Idaho. El reactor de investigación de la serie BORAX suministró energía brevemente a la ciudad de Arco en 1955.

La primera central nuclear comercial, construida para conectarse a una red eléctrica, es la central nuclear de Óbninsk , que entró en funcionamiento en 1954. La segunda parece ser la central atómica de Shippingport , que produjo electricidad en 1957.

Para una breve cronología, desde el descubrimiento del uranio hasta la era actual, véase Esquema de la Historia de la Energía Nuclear o Historia de la Energía Nuclear .

Consulte la Lista de reactores nucleares comerciales para obtener una lista completa de los reactores de energía nuclear y el Sistema de información sobre reactores de potencia (PRIS) del OIEA para obtener estadísticas a nivel mundial y nacional sobre la generación de energía nuclear.

Dónde trabajan los ingenieros nucleares

En los Estados Unidos, los ingenieros nucleares trabajan de la siguiente manera: ^[18]

• Generación de energía eléctrica 25%
• Gobierno federal 18%
• Investigación y desarrollo científico 15%
• Servicios de ingeniería 5%
• Fabricación 10%
• Otras áreas 27%

En todo el mundo, las perspectivas laborales para los ingenieros nucleares probablemente sean mejores en aquellos países que participan activamente o exploran tecnologías nucleares ^{[ cita necesaria ]} :

Escuelas y formación de ingeniería nuclear.

Las organizaciones que brindan estudios y capacitación en ingeniería nuclear incluyen las siguientes:

Organizaciones de ingeniería nuclear

• Sociedad Nuclear Americana
• Red Asiática para la Educación en Tecnología Nuclear (ANENT) https://www.iaea.org/services/networks/anent
• Asociación Nuclear Canadiense
• Sociedad Nuclear China
• Agencia Internacional de Energía Atómica
• Agencia Internacional de Energía (AIE)
• Foro Industrial Atómico de Japón (JAIF)
• Agencia de Energía Nuclear de Corea (KNEA)
• Red Latinoamericana para la Educación en Tecnología Nuclear (LANENT) https://www.iaea.org/services/networks/lanent
• Consejo de Minerales de Australia
• Europa nuclear
• Instituto Nuclear
• Instituto de Energía Nuclear (NEI)
• Asociación de la Industria Nuclear de Sudáfrica (NIASA)
• Consorcio de Educación en Tecnología Nuclear https://www.ntec.ac.uk/
• Agencia de Energía Nuclear (AEN) de la OCDE
• Red Regional para la Educación y Capacitación en Tecnología Nuclear (STAR-NET) https://www.iaea.org/services/networks/star-net
• Asociación Nuclear Mundial
• Instituto Mundial de Transporte Nuclear

Ver también

• ingeniería atómica
• Física atómica
• Desastre nuclear de Chernóbil
• Desastre nuclear de Fukushima
• Escala Internacional de Eventos Nucleares
• Lista de libros sobre cuestiones nucleares
• Listas de desastres nucleares e incidentes radiactivos
• Lista de reactores nucleares
• Lista de centrales nucleares
• Política de energía nuclear
• Combustible nuclear
• Seguridad de la criticidad nuclear
• materiales nucleares
• Física nuclear
• La energía nuclear
• Tecnología de reactores nucleares
• Renacimiento nuclear
• Ingeniería de Seguridad
• Hidráulica térmica
• Planta Piloto de Aislamiento de Residuos

Referencias

1. "Ingeniería nuclear, en el futuro". Cable de noticias nucleares . Sociedad Nuclear Estadounidense . Consultado el 21 de abril de 2023 .
2. "Ingeniería nuclear". Británica . Consultado el 19 de abril de 2023 .
3. "La energía nuclear en el mundo actual". Asociación Nuclear Mundial . Consultado el 6 de abril de 2023 .
4. Thompson, Jess. "¿Cuándo podemos esperar una fusión nuclear?". Semana de noticias . Consultado el 6 de abril de 2023 .
5. "Energía de fisión nuclear". Lorenzo Livermore . Consultado el 6 de abril de 2023 .
6. "La energía nuclear y el medio ambiente". EIA . Administración de Información Energética de EE. UU . Consultado el 7 de abril de 2023 .
7. Martín y Bornstein. "Ingeniería Nuclear". Británica . Consultado el 6 de abril de 2023 .
8. "Perfil laboral de ingeniero nuclear | Prospects.ac.uk". www.prospects.ac.uk . Consultado el 13 de diciembre de 2019 .
9. "Qué hacen los ingenieros nucleares". Manual de perspectivas laborales . Oficina de Estadísticas Laborales de EE. UU . Consultado el 16 de abril de 2023 .
10. Goldberg y Rosner. "La historia de las generaciones de reactores". Academia Estadounidense de Artes y Ciencias . Consultado el 9 de abril de 2023 .
11. "Operación y mantenimiento de centrales nucleares". OIEA . 13 de abril de 2016 . Consultado el 9 de abril de 2023 .
12. "Detección ambiental de programas clandestinos de armas nucleares" (PDF) . MIT . Consultado el 21 de abril de 2023 .
13. "Las técnicas nucleares ayudan a resolver crímenes". EIA . 23 de diciembre de 2003 . Consultado el 7 de abril de 2023 .
14. "Cinco formas increíbles en que la energía nuclear impulsa nuestras vidas". Energía.gov . Departamento de Energía de EE. UU . Consultado el 6 de abril de 2023 .
15. "Empleos". NEI . Consultado el 9 de abril de 2023 .
16. "El descubrimiento de la fisión". El Proyecto Manhattan: una historia interactiva . Departamento de Energía de EE. UU . Consultado el 7 de abril de 2023 .
17. "La primera central nuclear del mundo". Laboratorio Nacional de Ingeniería de Idaho . Departamento de Energía de EE. UU . Consultado el 7 de abril de 2023 .
18. Townsend, LW; Brady, L.; Lindegard, J.; Salón, HL; McAndrew-Benavides, E.; Poston, JW (2022). "Mano laboral de ingeniería nuclear en los Estados Unidos". Revista de Física Médica Clínica Aplicada . 23 (Suplemento 1): e13808. doi :10.1002/acm2.13808. PMC 9880971 . PMID  36305037. 
19. "Informe del CCI de Austria" (PDF) . OIEA . Consultado el 10 de abril de 2023 .
20. "La experiencia crea seguridad". Ingeniería nuclear Siebersdorf . Consultado el 10 de abril de 2023 .
21. "Cooperación técnica del OIEA en África" ​​(PDF) . Consultado el 19 de abril de 2023 .
22. "Red asiática del OIEA para la educación en tecnología nuclear (ANENT)". OIEA . 18 de abril de 2019 . Consultado el 19 de abril de 2023 .
23. "Programa de comunicación técnica del OIEA" (PDF) . OIEA . Consultado el 19 de abril de 2023 .
24. "La ingeniería nuclear ayuda a crear las tecnologías del futuro". UNSW Sídney . Consultado el 19 de abril de 2023 .
25. "Austria". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
26. "Departamento de Ingeniería Nuclear". Universidad de Daca . Consultado el 19 de abril de 2023 .
27. "Departamento de Física Nuclear". Universidad de Bielorrusia . Consultado el 19 de abril de 2023 .
28. "Bélgica". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
29. "Bulgaria". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
30. "Croacia". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
31. "Chipre". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
32. "República Checa". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
33. "Dinamarca". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
34. "Estonia". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
35. "Finlandia". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
36. "Francia". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
37. "Alemania". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
38. "Grecia". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
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40. "۱۳ مدرسه اتمی در کشور داریم/ برنامه ریزی برای احداث مدارس جدید". خبرگزاری ایلنا (en persa). 2023-08-02 . Consultado el 2 de agosto de 2023 .
41. "طرح محققان دانشگاه صنعتی اصفهان در بزرگترین پروژه علمی دنیا پذیرفته شد". ایمنا (en persa). 2020-11-22 . Consultado el 2 de agosto de 2023 .
42. "Irlanda". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
43. "Italia". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
44. "Letonia". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
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47. "LICENCIATURA EN INGENIERÍA (NUCLEAR)". Facultad de Ingeniería Química y Energética UTM . Consultado el 19 de mayo de 2023 .
48. "Universiti Teknologi Malasia (UTM)". Registro de calificaciones de Malasia . Consultado el 19 de mayo de 2023 .
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55. "Eslovenia". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
56. "España". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
57. "Suecia". UE . Consultado el 19 de abril de 2023 .
58. "Universidades". El Instituto Nuclear . Consultado el 19 de abril de 2023 .
59. "Jefes de departamento de ingeniería nuclear". NEDHO . Consultado el 19 de abril de 2023 .

Otras lecturas

• Ash, Milton, "Cinética de los reactores nucleares", McGraw-Hill, (1965)
• Cravens, Gwyneth. Poder para salvar el mundo (2007)
• Vaya, Margaret. Gran Bretaña y la energía atómica, 1939-1945 (1964).
• Gowing, Margaret y Lorna Arnold. Independencia y disuasión: Gran Bretaña y la energía atómica, vol. I: Elaboración de políticas, 1945–52 ; vol. II: Ejecución de políticas, 1945–52 (Londres, 1974)
• Johnston, Sean F. "Creación de una profesión canadiense: el ingeniero nuclear, 1940–68", Revista canadiense de historia, invierno de 2009, vol. 44 Número 3, págs. 435–466
• Johnston, Sean F. "Implantación de una disciplina: la trayectoria académica de la ingeniería nuclear en EE. UU. y el Reino Unido", Minerva, 47 (2009), págs.

enlaces externos

• Generación eléctrica a partir de energía nuclear comercial
• Departamento de Ingeniería Nuclear de la Universidad de Hacettepe
• Revista Internacional de Ingeniería Nuclear
• Recursos de información sobre seguridad nuclear
• Revista técnica de ciencia e ingeniería nuclear
• Revista de acceso abierto sobre ciencia y tecnología de instalaciones nucleares