Las plantas nucleares en los EE. UU. Proporcionan aproximadamente el 20 por ciento de la electricidad que necesita el país cada año. Las plantas nucleares en Francia abastecen a ese país con aproximadamente el 77 por ciento de la electricidad que necesita por año [fuente:NEI]. ¿Qué elemento básico, encontrado en abundancia en la Tierra, ¿Qué necesitan estas plantas nucleares para producir estas enormes cantidades de energía? La respuesta es el uranio.
La fisión nuclear ocurre cuando un átomo se divide en dos, creando energía. La fisión espontánea ocurre todo el tiempo. El uranio sufre una fisión espontánea a un ritmo muy lento, y emite radiación. El uranio-235 (U-235) solo se encuentra en aproximadamente el 0,7 por ciento del uranio que se encuentra naturalmente, pero es muy adecuado para producir energía nuclear. Esto se debe a que se descompone naturalmente mediante un proceso conocido como radiación alfa. Esto significa que libera una partícula alfa (dos neutrones y dos protones conectados entre sí). Otra razón por la que el U-235 es ideal para producir energía nuclear es que, a diferencia de la mayoría de los materiales, El U-235 puede sufrir una fisión inducida. Cuando un neutrón libre choca con un núcleo U-235, el núcleo generalmente capturará el neutrón y se dividirá extremadamente rápido. La división de un solo átomo de U-235 puede liberar aproximadamente 200 MeV (millones de electronvoltios).
Cuando el átomo de uranio se divide, se libera mucho calor, así como radiación gamma (fotones de alta energía). Los dos átomos resultantes también liberan radiación gamma, además de la radiación beta (electrones muy rápidos). Los productos de la fisión, junto con sus neutrones, pesan menos que el átomo de U-235 original. La diferencia de peso se convierte en energía y se puede calcular mediante la ecuación E =mc2.
Para que el uranio sea adecuado para la producción de energía en centrales nucleares, debe enriquecerse para que contenga al menos un tres por ciento de U-235.