TEMA 2: ENERGIES NO RENOVABLES

Transcripción

1 TEMA 2: ENERGIES NO RENOVABLES Hem definit en el tema anterior que les fonts no renovables eren aquelles que es podien esgotar algun dia, i per tant, no em podríem extreure energia. Es calcula que les reserves de fonts d energia no renovables existents a la Terra encara poden durar varies centenes d anys. Això implica que la falta d aquests productes ens duria una crisi energètica de conseqüències catastròfiques per a la humanitat. A més l extracció d aquesta energia cada dia es més cara. Els pous de petroli i de carbó s han de perforar cada dia més profunds, el que dispara el costs d aquestes matèries primeres. Les centrals nuclears han donat resultats inferiors als esperats, i a més, els costs per a la purificació de l urani, el qual es necessari per a què les centrals funcionin, és molt elevat. 1. LA CRISI ENERGÈTICA Amb l aparició de la màquina de vapor i el començament de l era industrial (revolució industrial). Aquesta màquina constitueix una de les primeres eines no moguda per animals i usada en múltiples usos industrials. Els canvis produïts des de la seva aparició a nivell social, econòmic i científic superaren en molt els avanços anteriors. Després de la màquina de vapor, i com a desenvolupament d ella, van venir els motors de gasolina. Aquests d ús més senzill van permetre augmentar el camp d aplicacions tècniques existents. També va fer acte de presència l ús del gas per a l enllumenat i calefacció i els generadors d electricitat per mitjà de màquines de vapor o de gasolina, permetent un ús pràctic de l electricitat. En base a aquestes energies es produir el desenvolupament industrial del segle XX, fent canviar a la societat. Com hem dit al tema anterior, la major part de l energia que consumim prové del carbó i el petroli, a més de l energia de fissió de l urani, anomenada, energia nuclear de fissió. Algunes d aquestes fonts d energia es transformen abans d arribar a l usuari final: el petroli necessita ser refinat, el carbó es sol cremar per a produir electricitat i l energia nuclear també es transforma en energia elèctrica per mitjà de turbines. 2. ENERGIES NO RENOVABLES Encara que aquestes fonts d energia tinguin un ús tant divers, tenen una característica en comú: són fonts no renovables i d elles se n extreuen energies no renovables. Una font d energia no renovable és aquella de la qual existeix una quantitat limitada i que una vegada usada en la seva totalitat no pot substituir-se, perquè no existeix sistema de producció o la producció és massa petita per a resultar útil a curt termini. Per exemple el carbó i el petroli constitueixen una font d energia no renovable perquè existeix una quantitat limitada d aquests en el subsòl terrestre i la capacitat de creació és molt inferior a la de consum. Els sistemes basats en urani són un altre exemple de font d energia no renovable. En aquest cas no existeix cap cicle de renovació, ja que l urani existent a la Terra es va produir quan aquesta es formà. L urani que queda avui en dia són restes del que existia

2 en la formació del planeta. Encara que aquesta quantitat és suficient per a produir energia degut al seu alt rendiment, les centrals que l usen són molt cares, per l elevat cost tecnològic i les mesures de seguretat que necessiten. A més, els residus generats, els quals són radioactius, són un problema addicional, ja que si es deixaren lliures a l atmosfera serien un greu perill per a la vida. 3. EL CARBÓ El carbó és un combustible fòssil que es va formar fa aproximadament uns 275 milions d anys. Està compost per matèria orgànica vegetal, que es va acumular en els fons dels terrenys pantanosos quan moriren les plantes de les quals procedia. Posteriorment quedà enterrat a diferents profunditats, que poden arribar als centenars de metres. El procés de fossilització que va sofrir la matèria orgànica, provocat per l acció de certs bacteris s anomena, carbonització. En aquests procés les restes vegetals es van formant poc a poc en carboni C. Com la fossilització és lenta no tots els carbonis, els quals existeixen en l actualitat, han tingut temps de carbonitzar-se amb la mateixa proporció, és a dir, uns contenen major proporció de C que d altres. Anomenem impureses a les parts del carbó que no contenen carboni. Segons això existeixen diferents tipus de carbó: Antracita: - Molt rica en C. - Baixa concentració d impureses. - Rendiment energètic molt alt. - Els jaciments d aquests tipus de carbó es troben a gran profunditat. Hulla: - Concentració de C alta. - Baixa concentració d impureses. - Rendiment energètic molt alt. - Els jaciments es troben profunds. Lignit: - Concentració de C mitja. - Alta concentració d impureses. - Rendiment energètic mig. - Profunditat dels jaciments intermèdia. Torba: - Baixa concentració de C. - Alta concentració d impureses. - Rendiment energètic baix. - Jaciments molt poc profunds.

3 3.1. El carbó a la història El carbó ja era conegut fa 2000 anys en algunes zones d Àsia. Abans de l era cristiana ja l usaven els xinesos i els romans, encara que en molt petita proporció. També hi ha dades que confirmen de la seva utilització a Amèrica abans de l arribada dels espanyols. Marco Polo el va descriure com: una massa negra que s extreu de les muntanyes i crema amb facilitat. En el segle XVI, a Anglaterra, la mancança de llenya obligà a explotar els jaciments de carbó, per produir calor a les cases i a la indústria, en la fabricació del ferro i el tenyit de teixits. El seu paper fonamental com a font d energia va començar amb la revolució industrial. Així en el segle XIX va ser la font d energia més utilitzada, i a principis del segle XX, la seva producció fou màxima. Posteriorment, el seu consum baixà degut a l aparició del petroli, encara que en els últims vint anys ha tornat a incrementar-se Extracció i explotació del carbó Per arribar al carbó hem d arribar als jaciments excavant mines. Si el carbó es pot extreure des de la superfície, l explotació s anomena a cel obert. Si hi ha que construir galeries per extreure l, l explotació s anomena subterrània. Si es manté el ritme d explotació actual, s espera que les reserves mundials durin fins l any Malgrat això els jaciments accessibles es troben molt explotats, i serà necessari recorre a tecnologies cada vegada més sofisticades i cares per explotar la resta de jaciments. Xina, l antiga Unió Soviètica i els Estats Units tenen el 57% de les reserves mundials de carbó, mentre que Espanya el produeix en molt poca quantitat. La zona Austrolleonesa(Langreo, Fabero, Mieres) és la principal conca carbonífera Aprofitament energètic El carbó s usa principalment com a combustible. El seu transport, que és difícil i costos, fa que es consumeixi en centres industrials propers a les mines. En l actualitat, els principals usos del carbó són els següents: - Producció d energia elèctrica en centrals tèrmiques. - Producció d energia tèrmica en indústries siderúrgiques o de ceràmica. - Usos domèstics, calefacció i cuina. - Fabricació de gas d ús domèstic (per a l enllumenat o la cuina) - Elaboració, a partir de la hulla, d un combustible sòlid artificial, anomenat coque, que s utilitza a la indústria de fundició del ferro. - Extracció de productes químics (brea, pez, fenol, benzè) utilitzats en la indústria del plàstic, colorants i productes farmacèutics.

4 4. EL PETROLI El petroli és un combustible fòssil de color negre i molt viscós. Es formà a partir de la matèria orgànica continguda en les restes de petits animals, algues i altres éssers que van viure a la mar. Aquests es dipositaren en el fons de la mar. Poc a poc, es cobriren d una densa capa de sediments. En aquestes condicions començaren a sofrir un procés de fossilització, causat per unes determinats bacteris. Amb aquests procés bacterià es varen convertir en una mescla d hidrocarburs (substàncies riques en C). Entre els quals hi ha sòlids (asfalts), líquids (petroli sense refinar o petroli cru) i gasos (gas natural). Les roques que formen la superfície de la Terra poden arribar a moure s, com passa en els terratrèmols, i poden fer que altres roques, com les formades per sediments d hidrocarburs, es doblin. Quan això passa parlem de migració dels hidrocarburs, és a dir, van banyant totes les roques permeables que les rodegen i van ascendint per el terreny fins que topen amb roques impermeables. Una vegada allà, es queden dipositades, formant un jaciment petroler o bossa de petroli Història de l ús del petroli Hi ha documents que asseguren, que en l època mesopotàmica (al voltant del 3800 a C), s emprava asfalt procedent de la vall del riu Eufrates, per a embalsamar cadàver, per a impermeabilitzar les seves barques i per unir blocs per els seus temples i muralles. Els romans varen utilitzar la combustió del petroli per escalfar les seves termes i l aplicaren en el camp de la medicina, en la cicatrització de ferides, calmar la tos, combatre els herpes i la lepra. Durant segles el petroli ha estat usat ala cuina l enllumenat i la medicina. Les necessitats d extreure sal i aigua per part dels colonitzadors europeus a Estats Units, permeteren la perforació del terreny, afavorint, més tard, el desenvolupament tecnològic per a l extracció de petroli. En l actualitat, el petroli, és el combustible més usat en el món L extracció del petroli La major part del petroli es troba banyant determinades roques, en uns espais anomenats bosses o jaciments. Situats a cents o milers de metres de profunditat per davall de la superfície terrestre. La manera d extreure aquest petroli és mitjançant la perforació d un pou fins el jaciment, extraient-lo amb canonades. Com més profund excaven menys rendible és el jaciment. Prèviament a la perforació d un pou es realitzen una sèrie d estudis, anomenats prospeccions, que ens serviran per a detectar on estan situades les bosses de petroli. A continuació es perfora un pou de sondeig que permet avaluar la rendibilitat del jaciment, és adir, si compensa econòmicament començar l extracció.

5 La rendibilitat d un jaciment depèn de si els guanys que obtenim amb el petroli són majors que els costos d extracció, el seu transport fins a les plantes de processat (on s obtenen els derivats del petroli) i els punts de consum. L extracció de petroli és més fàcil quan el jaciment està situat en terra. Existeixen jaciments per davall del nivell de la mar, amb la qual cosa s han de fer plataformes per a l extracció d aquell petroli. Generalment, aquestes explotacions estan allunyades de la costa Transport i processament del petroli Una vegada extret el petroli cru, es transporta en vaixells petrolers o a través de canonades especials, anomenades oleoductes. El transport del petroli és fàcil i barat, però implica importants desastres ambientals en cas de vessaments. El destí del petroli són les plantes petroquímiques, on el petroli es sotmet a tractaments químics, en particular, el procés de refinat, anomenat destil lació fraccionada. En el qual es separen els seus components i es fabriquen: combustibles, lubricants, fibres tèxtils, plàstics, detergents, parafines, betums, resines, abonos, herbicides, dissolvents, etc. Processat del petroli L esquema mostra el procés de destil lació fraccionada del petroli i els productes que d aquest se n deriven. Petroli en cru (arribada a la planta petroquímica) Torre de fracionament (destil lació fraccionada) Gas de refineria (ús com a combustible) Gasolina (s usa com a combustible per cotxes) Naftes (per a sintetitzar productes químics) Querosè (combustible d avions) Gasoil (combustible en motors diesel) Residu (*) (*) El residu s usa per a combustible de vaixells i estacions generadores d energia. A més, per a fabricar lubricants i ceres i per asfaltar carreteres (quitrà) Per a l obtenció de gasolines el tractament es fa 25ºC-70ºC. Per a l obtenció de Naftes el tractament es fa 70ºC-130ºC. Per a l obtenció de Querosè el tractament es fa 130ºC-240ºC. Per a l obtenció de gasoil el tractament es fa 220ºC-260ºC. Per a obtenir residu el tractament es fa a temperatures més altes de 260ºC.

6 El petroli s ha anomenat comunament or negre, per les múltiples aplicacions i guanys que té Aprofitament energètic El petroli és la font d energia més utilitzada en l actualitat. Com a combustible és més eficaç que el carbó perquè té major poder calorífic. No contamina tan com el carbó en la seva combustió. S usa com a font d energia en les centrals tèrmiques (per a produir electricitat), i en diferents tipus de motors La producció de petroli en el món Els jaciments estan repartits pel món de manera molt irregular. Així tenim països que el produeixen en grans quantitats, mentre que d altres no tenen d aquests recurs. El fet és que el petroli és la font d energia més important per a la civilització actual, i tots els països en depenen, en un grau major o menor, que aquest estigui disponible. Hi ha països productors de petroli que tenen enormes reserves d aquest recurs, però no són grans consumidors. Aquests països viuen exclusivament de la venta d aquest petroli. Els països consumidors necessiten comprar grans quantitats de petroli als productors, per a satisfer les seves necessitats energètiques. Alguns països consumidors tenen grans reserves de petroli, però prefereixen no explotar-lo i comprar-lo a altres països productors. Així mantenen les seves reserves per quan hi hagi mancança. Els principals països productors de petroli: Iran, Iraq, Kuwait, Aràbia Saudita, Japó, Mèxic, Veneçuela, Estats Units, l antiga unió soviètica i Nigèria, entre d altres. Els països de l OPEP (Organització de països exportadors de petroli): Iran, Iraq, Aràbia Saudita, Kuwait, Indonèsia, Argèlia, Líbia, Nigèria, Gabon, Colòmbia, Equador. La producció de petroli a l estat espanyol és mínima. Tan sols cobreix el 2% del consum nacional, el que fa que s hagi de comprar tot el petroli que es consumeix. Burgos i Tarragona són les províncies amb majors possibilitats, i on es troben els principals jaciments petrolífers.

7 5. EL GAS NATURAL El gas natural és un combustible fòssil i té un origen semblant al del petroli perquè procedeix de les mateixes degradacions bioquímiques. És una mescla d hidrocarburs gasosos, principalment metà, el qual representa una proporció del 70 o 80% de la total, i proporcions variables de propà i butà. Aquest també conté petites quantitats de nitrogen, diòxid de carboni, sulfur d hidrogen, heli i argó. Es troba en la naturalesa en jaciments molt semblants als del petroli i també associat a jaciments petrolers i de carbó. El gas natural es pot fer líquid al ser comprimit i refredat a -160ºC. Així, un litre de gas natural líquid equival a 600 litres en la forma gasosa, el que dóna un gran avantatge per al seu emmagatzematge i transport. Per a poder-lo tornar a fer servir se la de tornar a gasificar Història de l ús del gas natural Fa molt de temps que els éssers humans coneixen l existència del gas natural. En l època de Marco Polo, aquest contà que havia vist cremar gas natural a Bakú (Acerbaian), però passà molt temps fins que aquest combustible es pogués utilitzar amb seguretat, degut al seu poder explosiu i tòxic Jaciments i transport L extracció del gas natural segueix les mateixes passes que la del petroli: prospecció, sondeig, avaluació i perforació. Des del punt de vista econòmic la perforació és el més costos (40-65% del cost total) A la sortida del jaciment, aquest gas es purifica i es liqua, és a dir, el passem d estat gasos a estat líquid, i així, transportar i emmagatzemar amb facilitat. Posteriorment es transporta per mitja de unes canonades anomenades, gasoductes o en gran vaixells, fins els punts de consum Producció mundial La majors reserves de gas natural es troben a l antiga unió soviètica (Urals i Uzbekistán). Li segueixen en importància Estats Units (és el segon productor i major consumidor, fins i tot, l ha d importar per a satisfer les seves necessitats energètiques), Iran i Argèlia. Altres països productors són: Canadà, Països Baixos, Gran Bretanya, Indonèsia, Argèlia i Aràbia Saudita. A Espanya existeixen petits jaciments com: Serrablo (Pirineus), La Gaviota (Biscaia) i el Guadalquivir. Malgrat això, la major part del gas que consumim l hem d importar L aprofitament del gas natural Actualment ha augmentat el consum de gas natural perquè comença a faltar petroli i a la localització de nous jaciments de menor impacte ambiental. Les avantatges sobre els altres combustibles fòssils són: quan crema proporciona temperatures més altes que les combustions del petroli i el carbó; que es pot encendre i

8 apagar fàcilment i que és net (la seva combustió produeix poc diòxid de carboni i és poc agressiva amb l atmosfera). S utilitza amb la finalitat tèrmica, tan en l ús domèstic com en l industrial. A més el gas té altres usos industrials en els que es necessiten grans temperatures, com són: la fabricació de vidre laminat i acer d alta qualitat. També té múltiples aplicacions com a matèria primera (en l elaboració de plàstics, fibres tèxtils, dissolvents i abons). Al voltant del 18% de l energia consumida al món procedeix del gas natural, el qual ocupa el tercer lloc en importància dels combustibles fòssils. Entre els desavantatges, destaquen: - No és una font d energia renovable. - Emet, encara que pocs, contaminants en la seva combustió. - El transport, per gasoducte o liquat, és més difícil que el del petroli i provoca diversos impactes ambientals en l abstracció. 6. L ENERGIA NUCLEAR L energia nuclear és la més poderosa que es coneix. Va sorgí com una alternativa per a produir energia elèctrica barata en grans quantitats, sense dependre del petroli. A diferència de les fonts d energia anteriorment tractades, l energia nuclear no depèn de la combustió de cap material, sinó que s allibera dels àtoms que componen la matèria quan es troben en determinades condicions.

9 6.1. L energia dels àtoms. La radioactivitat. Les reaccions nuclears En l àtom es poden considerar dues parts: La central o nucli, formada per les partícules elementals: protons i neutrons; i la seva part externa, o escorça, formada per els electrons. Les interaccions dels nuclis atòmics i partícules elementals s anomenen reaccions nuclears. En determinades condicions una recombinació dels protons i els neutrons pot donar lloc a la alliberació d una gran quantitat d energia, anomenada nuclear. Un gram d un material que sofreix una reacció nuclear desprèn una quantitat igual d energia a la de la combustió 3000 tones de carbó, la qual cosa suposa uns 25 milions de kilowatts per hora. Els materials usats per a les reaccions nuclears solen ser elements químics pesats (com l urani o el plutoni), que tenen àtoms inestables. Això vol dir que tendeixen a perdre partícules elementals i energia de forma espontània. A aquest fenomen l anomenem radioactivitat. Les emissions de partícules i energia que procedeixen dels materials radioactius, poden provocar greus malalties (càncer, cremades, etc.) als éssers vius. Distingim dos tipus de radioactivitat: La natural i l artificial. En la primera una petita proporció dels àtoms naturals tendeix a dividir-se en àtoms més petits donant lloc a altres elements. Descomposició que no és instantània. Elements com l urani o el cesi són molt característics de la radioactivitat natural. La radioactivitat artificial la divisió dels nuclis atòmics es fa mitjançant el bombardeig de partícules elementals contra aquests nuclis. Les reaccions nuclears: En el nucli existeixen forces que mantenen units els protons i els neutrons entre si. Aquestes forces se les anomena, forces d atracció nuclear, són 100 milions de vegades més grans de les que intervenen en enllaços entre àtoms. L energia emmagatzemada per aquestes forces és la que s allibera quan es produeix una reacció nuclear i es romp un nucli atòmic.

10 Existeixen dos processos mitjançant els quals es poden produir reaccions nuclears, i per tant, energia nuclear: La fissió. On el nucli de l àtom de l element químic pesat (amb molts de protons i neutrons) es romp i es transforma en dos nuclis més lleugers que l inicial (amb menys partícules elementals). La fusió. Dos nuclis d àtoms d elements químics molt lleugers s uneixen per formar-ne un de més pesat. No totes les reaccions de fusió i de fissió produeixen energia. Si la massa inicial d un àtom que es fissiona és superior a la suma de les masses dels seus productes resultants, la diferència es transforma amb energia que s allibera. Però també es pot donar el cas contrari, que els productes resultants tinguin més massa a la inicial. En aquest cas l energia no s allibera, sinó que s absorbeix. Evidentment en les centrals nuclears només s usen materials que poden dividir-se i alliberar energia, aquests són els de nombre atòmic elevat com, l urani o el plutoni. Les reaccions nuclears controlades: El manteniment d una reacció nuclear té moltes complicacions. Aquestes són de múltiples tipus: unes s originen per raons de seguretat, altres per la necessitat de convertir aquesta energia en una altre d utilitzable, per exemple, energia elèctrica; i d altres s originen davant la necessitat de mantenir la reacció dins uns límits segurs L aprofitament de l energia nuclear Per el moment, l ésser humà només es capaç d aprofitar, de forma rentable i controlada, l energia nuclear de fissió. La primera reacció d aquest tipus es va aconseguir en l any 1939 per O Hahn. La reacció succeeix quan bombardegem amb neutrons un nucli d un àtom inestable, com l urani, que es romp, alliberant energia i neutrons, els quals són capaços de produir més fissions de nuclis inestables. El procés continua mentre hi ha nuclis que rompre i neutrons, anomenant això, reacció en cadena. L energia que es desprèn de la reacció ve d una certa quantitat de matèria que es perd quan es rompen els nuclis i que es pot convertir en diferents tipus d energia. Si la reacció en cadena no es controla origina un procés explosiu, és a dir, una bomba atòmica. Per al controlar aquesta reacció de fissió, aquesta es tanca en un recipient, anomenat reactor nuclear, en el que s utilitzen baixes concentracions d urani i es disposen en barres metàl liques amb la capacitat d absorbir els neutrons produïts i evitar les explosions. A l interior d un reactor, la reacció nuclear produeix una gran quantitat de calor. Part d aquest calor s utilitza per escalfar l aigua i convertir-la en vapor. El vapor a pressió fa girar les hèlixs de les turbines d un generador, produint energia elèctrica. Com el calor que produeix el reactor es molt gran i el podria rompre, és necessari refredar-lo fent circular un fluid refrigerant com l aigua o el diòxid de carboni. La instal lació en la qual es disposen el reactor, les turbines, el generador i el circuit de refrigeració s anomena, central nuclear L energia nuclear en el món

11 Les centrals necessiten tecnologies molt complexes i cares, a les quals només tenen accés els països més desenvolupats. Alguns d aquests països produeixen grans quantitats d electricitat amb aquesta tecnologia, per la qual cosa cobreixen les seves necessitats elèctriques i, a més, exporten aquesta energia a altres països. Malgrat això, alguns països consideren que tenir centrals nuclears té riscos per a la salut i el medi ambient (tenint la tecnologia a l abast per a tenir-les). Es calcula que les necessitats energètiques mundials, en un 7% estan cobertes per l energia nuclear. França és el país de la Unió Europea amb major proporció d energia nuclear. Lituània en 1995 va produir el 87,5% de l electricitat per via nuclear, i exportà el 20% d aquesta a Rússia i Bielorússia. Espanya té en l actualitat nou centrals nuclears amb 7400 megawatts de potència conjunta, les quals varen subministrar l any 1992 el 35,3% de l energia elèctrica generada en el país Avantatges i desavantatges de l energia nuclear i les centrals nuclears Avantatges: - Produeixen una gran quantitat d energia que resulta molt barata una vegada s han compensat les despeses inicials de construcció de la central i de la preparació del material nuclear. - Quan funcionen correctament, no produeixen gasos contaminants a l atmosfera. - Les reserves dels materials nuclears (urani), encara que són limitades, són grans. - Permeten el desenvolupament de noves tecnologies i processos industrials que necessiten molta energia. Desavantatges: - La seva tecnologia es cara i complicada, no és accessible a tots els països. - Les centrals generen residus radioactius de difícil eliminació, molt perjudicials per el medi ambient. - En cas de ruptura del reactor, les fuites del seu contingut, altament radioactiu, són molt perilloses. Poden causar malalties i es queden en el medi ambient durant molt de temps. - L aigua de refrigeració de les centrals es tornada al medi molt calenta, per el que els ecosistemes aquàtics poden veure s afectats. 6.5 Història de l energia nuclear L existència d unes partícules fonamentals, que actuen com els constituents de tota la matèria, ja va ser indicat per els grecs. Aquests prediren l existència d uns àtoms molt petits, dels quals n havia pocs d iguals. Malgrat això, es va haver d esperar fins finals del segle XIX per a què es començaran a descobrir més dades sobre aquests elements. En primer lloc es va calcular la grandària de l ordre de m de diàmetre. És a dir, en 1cm es poden posar 10 milions d a`toms en fila. Sabent la seva grandària es va poder saber el seu pes.

12 Inicialment es creia que els àtoms eren indivisibles, fins que J J Thomson juntament amb altres investigador van veure que aquest es podia separar amb altres part més petites. Es va veure que l àtom tenia un nucli, de càrrega positiva, el qual confinava quasi la totalitat de la massa de l àtom, i que existien un tipus de partícules anomenades electrons, de càrrega negativa que orbitaven al voltant del nucli. Una vegada estudiades les parts de l àtom, es procedir a estudiar la seva estructura donant lloc a molts de postulats i moltes teories. Entre elles destaquen les de: J J Thomson, Rutherford i Neil Bohr (en 1913, i que explicava com un àtom podia emetre ones electromagnètiques). Malgrat això totes aquestes teories no acabaven d encaixar i deixaven moltes dubtes de l estructura atòmica. Per poder resoldre aquestes qüestions es va haver d esperar a l aparició de la mecànica quàntica, desenvolupada per Schrödinger, Heisenberg i Dirac i amb aportacions notables d altres científics com: Planck i De Broglie. En l actualitat són aquestes teories les que permeten explicar l estructura de l àtom i la composició del nucli. Gràcies a aquestes teories es va comprovar que el nucli estava format per més partícules: els protons i els neutrons( Chadwick 1932). Els primers de càrrega positiva i que donen càrrega al nucli, mentre que els segons de càrrega 0. Amb això quedava determinada l estructura completa de l àtom, ara tan sols quedava explicar la gran energia que contenia, l energia nuclear. Els treballs teòrics d Einstein, varen explicar aquesta energia. Aquesta teoria es va veure confirmada amb molts d experiments. En aquests es veia que si es feien xocar partícules contra nuclis atòmics es desprenia moltíssim energia. El nom d això és fissió. Per poder convertir aquesta tècnica en una font pràctica d energia, era necessari simplificar el procés. Aquest pas es va donar l any 1939 al descobrir Lise Meitner i Otto Hahn que l urani es dividia fàcilment quan rebia el xoc d un neutró i, que a part de dividir-se produeix 3 neutrons més capaços de dividir altres nuclis atòmics. Amb aquestes bases, Enrico Fermi construir el primer reactor nuclear de la història. El dispositiu va començar a funcionar el 1942 i va ser el primer exemple pràctic d aprofitament de l energia nuclear. Els efectes devastadors d aquesta energia també es van deixar notar l any 1945 amb el llançament de les dues bombes atòmiques sobre el Japó per part dels Estats Units. La carrera armamentística dels països que controlaven aquesta energia es va incrementar, augmentant amb els anys els seus arsenals nuclears. L ús per la població va començar en els anys 50 a Estats Units, on les primeres centrals nuclears de fissió utilitzaven l energia nuclear per a produir electricitat. Avui en dia les investigacions es centren cap a una altra tipus d energia nuclear, la de fusió. Mentre que la fissió el que fa és rompre nuclis pesats per fer-ne de més petits i extreu-ne l energia, la fusió uneix nuclis lleugers per formar-ne de més pesats i obtenirne energia. Aproximadament el funcionament d una estrella. Malgrat això les investigacions no han anat bé. Hi ha experiments que han acabat en fracàs i d altres que han consumit més energia de la que han produït. La diferència entre aquests dos tipus és que l energia de fusió produeix més energia que la de fissió, a part, de que no produeix residus perillosos per el medi ambient, ni els animals.