Ingeniería nuclear

Historia

La ingeniería nuclear nació en el siglo XX con el anuncio en 1939 del descubrimiento de la fisión nuclear por parte de los químicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann. Casi de inmediato se comprendió que podía ser posible un arma de enorme energía explosiva empleando la fisión, y durante la Segunda Guerra Mundial la carrera por ser el primero en construir esta arma llevó a la creación del Proyecto Manhattan en Estados Unidos. El trabajo fundamental del Proyecto Manhattan, dirigido por el físico italiano Enrico Fermi, fue la construcción del primer reactor nuclear en 1942 en la Universidad de Chicago. Bautizado como Chicago Pile No. 1 (CP-1), este reactor demostró la teoría científica de una reacción nuclear en cadena controlada, y fue seguido por la construcción de reactores en Hanford, Washington, que se utilizaron para producir plutonio para armas nucleares. Los reactores de producción de Hanford eran sistemas complejos que requerían el talento y el esfuerzo de un gran número de ingenieros tradicionales de todas las disciplinas, pero los ingenieros fueron complementados por físicos y matemáticos que entendían los complejos fenómenos nucleares implicados y podían trabajar con los ingenieros para diseñar y analizar los primeros sistemas de reactores. Estos físicos-matemáticos-ingenieros fueron los ancestros de los actuales ingenieros nucleares.

La vasija de presión de la primera central nuclear comercial de los Estados Unidos siendo bajada a su lugar en la Central Atómica de Shippingport, cerca de Pittsburgh, Pennsylvania, el 10 de octubre de 1956.

Biblioteca del Congreso, Washington, D.C. (archivo nº HAER PA,4-SHIP,1–87)

El exitoso desarrollo de los submarinos nucleares por parte de la Armada estadounidense después de la guerra fue un motor clave para la entonces inexistente disciplina de la ingeniería nuclear. El diseño y el análisis de los reactores nucleares, ya sea en tierra o en un submarino, requiere una comprensión de los complejos fenómenos nucleares que tienen lugar dentro de los reactores, así como un conocimiento práctico de cómo diseñar y montar los conjuntos de combustible, los sistemas de refrigeración, los recipientes a presión, los sistemas de control y otros innumerables sistemas necesarios para la planta del reactor. La creciente comprensión de la física nuclear dentro del reactor y del transporte de la radiación dentro y fuera del reactor condujo al nacimiento de una nueva disciplina de ingeniería, la ingeniería nuclear, que complementó las tradicionales (y necesarias) disciplinas de ingeniería necesarias para diseñar, analizar, construir y operar una planta de reactores nucleares.

A finales de la década de 1940 y principios de la de 1950, a medida que se hacían evidentes los numerosos usos potenciales de la energía nuclear con fines pacíficos, se crearon escuelas de tecnología de reactores en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, en Tennessee, y en el Laboratorio Nacional de Argonne, cerca de Chicago. Estas escuelas fueron las precursoras de los primeros departamentos académicos y programas de grado establecidos en los años 50 y 60 por colegios y universidades de todo Estados Unidos, incluyendo la Universidad Estatal de Carolina del Norte, la Universidad Estatal de Pensilvania y la Universidad de Michigan.

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La exitosa aplicación de los reactores nucleares a la propulsión naval condujo directamente al rápido desarrollo de las plantas comerciales de energía nuclear en los años 60 y 70, y este desarrollo a su vez aumentó la demanda de graduados con formación en ingeniería nuclear. Hoy en día hay más de 40 departamentos y programas que ofrecen cursos de ingeniería nuclear y campos relacionados en Estados Unidos y Canadá, y se han establecido más de 60 programas de este tipo en otras partes del mundo.

Aunque el principal motor del crecimiento de la ingeniería nuclear ha sido la energía nuclear, la disciplina es mucho más amplia que esa aplicación. La ingeniería nuclear también incluye campos como la medición de la radiación y la obtención de imágenes, la fusión nuclear y la física del plasma, los materiales nucleares y la física médica y de la salud. Para representar este espectro más amplio de actividades, algunos departamentos de ingeniería nuclear han ampliado sus títulos para incluir «ciencia nuclear», «ciencias radiológicas» o «ciencias de la radiación».

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