L’ingegneria nucleare è un campo in cui gli ingegneri nucleari lavorano con radiazioni e materiali radioattivi per progettare processi e sviluppare il loro uso nella generazione di energia, nell’industria e nella medicina nucleare. Coloro che lavorano nel settore dell’ingegneria nucleare risolvono problemi del mondo reale come la gestione delle scorie nucleari, i protocolli di risposta per gli incidenti delle centrali nucleari e il modo in cui le radiazioni possono trattare efficacemente il cancro. Le persone che lavorano nel settore dell’ingegneria nucleare hanno seguito una formazione approfondita e hanno un’elevata attitudine per la matematica, la chimica e la fisica avanzate. Ci sono molte diverse aree specializzate all’interno dell’ingegneria nucleare, compresa la generazione di energia nucleare, l’uso medico dell’energia nucleare e l’impatto ambientale dei sottoprodotti nucleari.
Dalla fine del XIX secolo, gli ingegneri hanno immaginato tutti i tipi di usi per l’energia immagazzinata negli atomi, incluso l’uso del vapore, prodotto dall’energia nucleare, per far girare le turbine e produrre elettricità. Nel 19 entrò in funzione la prima centrale nucleare su vasta scala. Nel 1957, la quantità di elettricità generata dall’energia nucleare ha superato quella generata dall’energia idroelettrica e nel 1984 ci sono 2011 centrali nucleari nei soli Stati Uniti che generano 109 miliardi di chilowattora di elettricità.
Nel mondo della medicina, l’energia nucleare viene utilizzata in applicazioni che vanno dalla risonanza magnetica (MRI), al trattamento del cancro e alla chirurgia con un coltello gamma nucleare. Mentre i primi tipi di radioterapia causavano danni non necessari ai tessuti circostanti, i medici possono ora posizionare con precisione la quantità precisa di radiazioni necessaria per uccidere i tumori senza danneggiare altri tessuti e organi vitali. I fasci di radiazioni focalizzati utilizzati nel gamma Knife consentono ai chirurghi di eseguire una procedura medica non invasiva, trattando i tumori in profondità all’interno del corpo. Altri dispositivi medici nucleari includono dispositivi stereotassici, raggi laser e acceleratori lineari che prendono di mira e trattano i pazienti senza intervento chirurgico. Un terzo di tutte le procedure mediche eseguite negli Stati Uniti utilizza un qualche tipo di tecnica sviluppata dall’ingegneria nucleare.
Preservare l’ambiente è anche una parte importante dell’ingegneria nucleare. Ci sono molte agenzie nazionali e internazionali come la Nuclear Regulatory Commission (NRC) e l’International Atomic Energy Agency (AIEA) che hanno il compito di tenere d’occhio l’uso e lo smaltimento dei materiali nucleari. Organizzazioni come il Nuclear Energy Institute proteggono l’ambiente collaborando con altre organizzazioni per sviluppare metodi e procedure per la gestione sicura delle scorie nucleari pericolose prodotte dalla produzione di energia nucleare. Altri ingegneri nucleari stanno lavorando per progettare apparecchiature per centrali nucleari più sicure, sviluppando nuovi protocolli di sicurezza per prevenire e gestire la contaminazione accidentale e trovando nuovi metodi per smaltire le scorie nucleari.