El objetivo principal de esta asignatura es formar a los alumnos en el proceso de obtención de energía de origen nuclear por medio del proceso de fisión. Esto pasa por estudiar cómo funcionan los reactores nucleares de fisión, principalmente los principales parámetros que rigen su operación, y por conocer la problemática asociada a todo el ciclo de combustible que juega un papel fundamental en la sostenibilidad y el impacto ambiental de esta tecnología.
La asignatura comienza con una revisión histórica del desarrollo de la tecnología de fisión y de los principios físicos básicos, en gran parte ya estudiados en la asignatura de Fundamentos de Ingeniería Nuclear, para entender el concepto de reacción en cadena controlada y el funcionamiento del reactor. A continuación, se da paso al núcleo central de la asignatura dedicado al estudio del reactor como un sistema físico atendiendo tanto a su comportamiento en estático como en su evolución temporal. Finalmente, la última parte de la asignatura se ha dividido en dos temas dedicados a la tipología de reactores y al ciclo de combustible respectivamente. El tema dedicado a la tipología de reactores se centra en describir los conceptos de reactor ya desarrollados y las posibles alternativas futuras dentro de la tecnología de fisión. En el último tema se describirá el ciclo de combustible desde las materias primas y su disponibilidad hasta la reutilización o gestión como residuo final de los elementos de combustible usados. Este tema es de vital importancia dentro de la tecnología de fisión ya que el impacto medioambiental y económico de esta tecnología es crítico a la hora de evaluar el coste-beneficio, y por tanto la viabilidad, de las diferentes tecnologías de fisión.
El gran reto actual al que se enfrenta la generación de energía es reducir drásticamente el uso de fuentes de energía que contribuyan al cambio climático. A día de hoy, esto es imposible de conseguir utilizando sólo energías renovables lo que lleva a la energía nuclear a jugar un papel clave en las próximas décadas como una alternativa o complemento a las energías renovables dado el bajo impacto de esta tecnología al cambio climático al no producir apenas CO2. En este sentido, la Unión Europea ha declarado recientemente a la energía nuclear como una energía clave para conseguir la transición energética hacia fuentes de energía verdes, reavivando así el interés en este tipo de energía en nuestro entorno económico e industrial más cercano. Además, tampoco es desdeñable la importancia que tiene este tipo de energía para la independencia energética de la Unión Europea tradicionalmente dependiente de los recursos de otros países lo que resulta en incertidumbres de abastecimiento y precios.
De acuerdo con los informes de la IAEA, en el año 2020 se encontraban en el mundo 52 reactores nucleares en construcción, y 442 en operación. La tecnología de fisión nuclear está plenamente activa. Además de ser una tecnología prometedora para el futuro, sobre todo con la incorporación de nuevos esquemas avanzados de funcionamiento, se prevé la necesidad de una gran fuerza de trabajo para gestionar el desmantelamiento de numerosas unidades, así como la gestión de sus residuos.
Dicho esto, no hay que ignorar que actualmente la producción de energía nuclear por medio de los reactores de fisión conlleva unas contrapartidas en seguridad e impacto medio ambiental que han de ser consideradas para evaluar de forma adecuada el coste riesgo-beneficio de usar este tipo de energía. En este sentido, esta asignatura pretende en parte dotar al alumno de una opinión formada que le permita analizar, en base a los conocimientos técnicos actuales, la adecuación de esta tecnología dentro del panorama energético actual y futuro. Este tipo de conocimiento se antoja fundamental para el ingeniero que quiera dedicarse al sector de la energía.
