Energía Nuclear

Energía NuclearLos fenómenos en los que se alteran los

núcleos de los átomos se denominan reacciones nucleares, las cuales pueden ser naturales o inducidas (provocadas por el bombardeo de ciertas partículas sobre el núcleo atómico). Dichas reacciones liberan la energía contenida en los núcleos atómicos, razón por la cual la denominamos energía nuclear.

Fisión y fusión nuclear

Las fuerzas que actúan en el interior del átomo (fuerza de repulsión eléctrica y fuerza nuclear) deben ser superadas o vencidas para poder “romper” el átomo y liberar gran cantidad de energía al exterior. Esto ocurre a través de dos tipos de reacciones nucleares: la fisión y la fusión nuclear.

Fisión nuclearCuando un núcleo pesado se somete a un bombardeo con neutrones (0

1n), éste se divide , formando otros núcleos más pequeños y estables. En la fisión del U – 235, el núcleo de Uranio se transforma en un núcleo de Bario – 139 y un núcleo de Kriptón – 94 , liberando tres neutrones y una gran cantidad de energía, según la ecuación:235

92U + 01n 236

92U 13956Ba + 94

36Kr + 301n

Los procesos de fisión nuclear se llevan a cabo en los reactores nucleares, grandes construcciones diseñadas para transformar la energía nuclear en otras formas energéticas

Fusión nuclear• Consiste en el proceso de unir dos núcleos

pequeños como el hidrógeno, el Helio o el Litio para formar núcleos más pesados y estables.

Las reacciones que ocurren en el interior de las estrellas son reacciones nucleares de fusión.

La ecuación que representa el proceso anterior es: 2

1H + 31H 4

2He + 10n + energía

Deuterio + Tritio

La fusión de los átomos de Hidrógeno libera cuatro veces más energía por gramo que lo emitido en una reacción de fisión nuclear. Para que la fusión se lleve a cabo se necesitan temperaturas muy altas , unos 100 millones de grados Celsius, alcanzables solo en el sol.

. Por ejemplo, el Sol genera la mayor parte de su energía por medio de la fusión de Deuterio y Tritio formando un núcleo de Helio.En la fisión y en la fusión sólo se altera la composición del núcleo, no la distribución de los electrones. La enorme cantidad de energía desprendida de estos procesos proviene de la masa de las partículas implicadas en la reacción, es decir, una parte de la materia fisionable o fusionable se transforma en energía.

Transmutación artificialLos fenómenos radiactivos pueden

ser naturales o artificiales. Estos últimos, fueron creados en 1919 por el científico Ernest Rutherford , bombardeando núcleos de N – 14 Con rayos alfa produciendo un isótopo radiactivo de oxígeno ( 17

8O ) y un protón (1

1H)

A este procedimiento experimental se le llamó Transmutación nuclear artificial.

Elementos transuránicos

Para producir las transmutaciones, se utilizan los ciclotrones que son conductos circulares por los cuales se transportan proyectiles nucleares que siguen una trayectoria espiral , con el fin de aumentar su energía cinética.

Con estos métodos, los científicos han logrado sintetizar elementos mas pesados que el uranio llamados elementos transuránicos y una gran variedad de subpartículas nucleares.

Los elementos transuránicos son:

Ciclotrón

Reacciones en cadena• En la fisión nuclear, los núcleos bombardeados

por neutrones se parten en dos núcleos más pequeños, desprendidos a altas velocidades, estos núcleos colisionan con las partículas que encuentran a su paso transformando la energía cinética en calor y además los neutrones liberados pueden impactar a otros átomos desprendiéndose nuevos neutrones que fisionaran a otros núcleos y así, sucesivamente

Si este proceso continúa , ocurre una reacción en cadena, la cual de no ser controlada puede ocasionar una explosión gigantesca. Sin embargo, la reacción en cadena solo es posible cuando se tiene una cantidad mínima de núcleos fisionables , llamada masa crítica