Fusión y Fisión nuclear

COMO SE PRODUCE:

•       Se produce debido a la unión de dos o más núcleos ligeros en un solo núcleo, la masa de este es menor a la suma de los primeros.  La parte de materia faltante se convierte en energía.

•       La fusión de los núcleos atómicos no se lleva acabo con facilidad, pues por ser los núcleos de carga positiva hay una natural fuerza de repulsión entre ellos.

Para vencer esta fuerza se requieren altas temperaturas, de tal manera que una gran energía ayude a los núcleos a entrar en contacto y se produzca la fusión.

•       Las reacciones de fusión son las que mas energía pueden desprender, se producen en el Sol y las estrellas en donde la energía necesaria para la fusión se obtiene como resultado de la agitación térmica provocada por las temperaturas de millones de grados a las cuales se encuentra sometida la materia.

AVANCES CIENTIFICOS

ITER:

REACTOR TERMONUCLEAR EXPERIMENTAL INTERNACIONAL).

 

•       Los científicos han buscado procedimientos que permitan aprovechar la energía de la fusión con fines pacíficos. En la actualidad se trabaja en el desarrollo de un reactor nuclear de fusión, proyecto internacional que tiene el nombre ITER (reactor termonuclear experimental internacional). Los grandes problemas tecnológicos que se tienen que solucionar para poder controlar este tipo de reacciones no hace posible, por ahora, su uso a gran escala.

OBJETIVOS DE ITER

Su objetivo es probar todos los elementos necesarios para la construcción y funcionamiento de un reactor de fusión nuclear que serviría de demostración comercial, además de reunir los recursos tecnológicos y científicos de los programas de investigación desarrollados en ese entonces por la Unión Soviética, los Estados Unidos, Europa (a través de EURATOM) y Japón. El ITER cuenta con el auspicio de la IAEA, así como una forma de compartir los gastos del proyecto.

FISION NUCLEAR

   

La fisión nuclear de los átomos fue descubierta en 1938 por los investigadores alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann a partir del trabajo desarrollado por el propio Hahn junto a Lise Meitner.

Por este descubrimiento recibió en 1944 el Premio Nobel de química. El estudio de la fisión nuclear se considera parte de los campos de la química y la física.

   

   

 Fisión nuclear

La fisión es una reacción nuclear esta ocurre cuando un núcleo pesado se divide en dos o más núcleos pequeños, además de algunos subproductos como neutrones libres, fotones (generalmente rayos gamma) y otros fragmentos del núcleo como partículas alfa y beta.

La fisión se puede inducir por varios métodos, incluyendo el bombardeo del núcleo de un átomo fisionable con una partícula de la energía correcta; la otra partícula es generalmente un neutrón libre. Este neutrón libre es absorbido por el núcleo, haciéndolo inestable.

Los productos de la fisión que incluyen dos núcleos más pequeños, hasta siete neutrones libres (con una media de dos y medio por reacción), y algunos fotones.

Los elementos más frecuentemente usados para producir la fisión nuclear son el uranio y el plutonio. El uranio es el elemento natural más pesado; el plutonio experimenta desintegraciones espontáneas y tiene un período de vida limitado. Cuanto más pesado es un elemento más fácil es inducir su fisión.

    

Reacción en cadena

Una reacción en cadena ocurre como sigue: un acontecimiento de fisión empieza lanzando 2 ó 3 neutrones en promedio como subproductos.

Estos neutrones se escapan en direcciones al azar y golpean otros núcleos, incitando a estos núcleos a experimentar fisión. Puesto que cada acontecimiento de fisión lanza 2 o más neutrones, y estos neutrones inducen otras fisiones, el proceso se acelera rápidamente y causa la reacción en cadena.

Masa crítica

La masa crítica es la mínima cantidad de material requerida para que el material experimente una reacción nuclear en cadena. La masa crítica de un elemento fisionable depende de su densidad y de su forma física.

Puesto que los neutrones de la fisión se emiten en direcciones al azar, para maximizar las ocasiones de una reacción en cadena, los neutrones deberán viajar tan lejos como sea posible y de esa forma maximizar las posibilidades de que cada neutrón choque con otro núcleo.

Moderadores

El proceso de retraso o de moderación es simplemente una secuencia de colisiones elásticas entre las partículas de alta velocidad y las partículas prácticamente en reposo. Cuanto más parecidas sean las masas del neutrón y de la partícula golpeada, mayor es la pérdida de energía cinética por el neutrón. Por lo tanto los elementos ligeros son los más eficaces como moderadores de neutrones.

Las características de un buen moderador son: peso atómico bajo y baja o nula tendencia a absorber los neutrones. Los moderadores posibles son entonces el hidrógeno, helio, litio, berilio, boro y carbono.