¿El uranio es renovable o este escenario de ciencia ficción se hará realidad?

²³⁵ U es un recurso no renovable en el sentido de que cuando lo usamos en armas o plantas de energía no se regenera (y eventualmente, después de una larga serie de pasos de descomposición, en su mayoría termina como plomo). Sin embargo, hay una cantidad no del todo insignificante que se expulsa por las grietas oceánicas y los volcanes, por lo que seguirá habiendo un pequeño suministro que se volverá físicamente accesible en escalas de tiempo extremadamente largas. (Realmente no lo contaría como "renovable").

Puede crear cualquier elemento haciendo colisionar núcleos de menor masa en las circunstancias apropiadas, pero hacerlo requiere más energía de la que obtendría al tener una nueva fuente de combustible, por lo que sería muy imprudente hacerlo. Solo usa la electricidad que hubieras usado para crear ²³⁵ U y úsala directamente.

El uranio no es renovable en los métodos actuales de generación de energía nuclear, y solo hay suficiente en los recursos probados de la corteza para unos pocos cientos de años. Este es un problema serio, pero puede ser superado por varios métodos.

El torio es más abundante que el U235 y se puede utilizar en un reactor . Las ideas modernas para los reactores de torio están asociadas con Carlo Rubbia. El torio genera U233 a partir del torio, y el U233 es fisionable.

Alternativamente, se pueden usar explosiones de armas termonucleares para generar energía. El componente de fisión de estas bombas es el plutonio, que puede generarse a partir de uranio regular utilizando neutrones, que se producen durante el proceso de fusión. Entonces, la energía termonuclear puede producir plutonio para desencadenantes y puede agregar neutrones al torio para producir U233, que también es fisionable. El combustible de fusión en sí mismo es esencialmente deuterio infinito, y el reproductor de neutrones puede producir nuevos elementos fisionables en cantidades suficientes para que todo sea autosuficiente.

Este enfoque de la energía nuclear es políticamente insostenible hoy en día, debido al riesgo de proliferación y robo asociado a las bombas H. También es un método no probado y requerirá cavidades subterráneas profundas que se vuelven enormemente radiactivas dispersas por todo el mundo. Sin embargo, esta es una solución completa al problema de las energías renovables. Se discute en estas preguntas: ¿ Cuánta energía de la explosión de la bomba H de 1 megatón podríamos capturar para hacer un trabajo útil? , ¿ Por qué se abandonó PACER? . Es una forma muy práctica desde el punto de vista de la ingeniería para lograr la energía de fusión.

¿Es el uranio un recurso renovable? si no, ¿podemos probar que este elemento no podría crearse juntando neutrones y protones?

No, el uranio no es un recurso renovable, pero a esta proposición le falta algo más fundamental. El uranio en este contexto es un recurso energético y no un recurso material .

Si considera un material natural como el diamante, a través de la tecnología, somos capaces de inventar nuevos medios para producir el material que puede sustituir completamente al material natural. Obviamente, si puedes crear sintéticamente algo que antes tenías que extraer de la Tierra, puedes superar la limitación de la finitud del material. Sin embargo, esto solo es posible porque las cualidades deseadas del diamante son cosas como la dureza y el brillo. Un recurso energético es aquel en el que solo obtenemos valor útil de la liberación de la energía almacenada en él. Reunir el material a partir de sus componentes debería producir un rendimiento energético negativo de la inversión en energía y, por lo tanto, ninguna suposición sobre la tecnología le dará valor como recurso energético.

Hay una condición con respecto al uranio en la energía nuclear moderna. No es 100% correcto etiquetar el uranio como un recurso energético exclusivamente. Esto se debe a que el valor del uranio reside predominantemente en el isótopo Uranio-235, que es el único isótopo fisionable estable que se encuentra en la naturaleza. Todas las fisiones liberan energía nuclear, y hay una multitud de isótopos en la Tierra que son fisionables y, combinados, podrían satisfacer todas las necesidades energéticas durante decenas de miles de años. En ese sentido, el recurso de energía de fisión nuclear en la Tierra es abundante y trivialmente accesible. La propiedad del mineral de uranio que buscamos cuando extraemos la sustancia es el recurso de neutrones.que proviene del isótopo U-235 porque la propiedad fisionable permite explotar el recurso de energía nuclear con relativa facilidad. En los reactores actuales, no es solo el isótopo U-235 el que se fisiona (y por lo tanto libera energía), sino que el isótopo U-238 también es transmutado por neutrones libres y posteriormente fisionado, lo que representa casi la mitad de la energía durante el ciclo de vida de la planta. Otros tipos de reactores y ciclos de combustible propuestos podrían permitir que un complejo energético funcione de manera sostenible sin uranio-235 nuevo, simplemente utilizando los neutrones de manera más eficiente.