Fusion y fision nuclear

Fisión Nuclear

Fue descubierta en el año 1938, al detectar elementos de pequeña masa en una muestra de uranio puro irradiada con neutrones.
El proceso de fisión nuclear consiste en la división de un núcleo pesado para formar núcleos más pequeños de masa intermedia y uno o más neutrones. Se trata de un proceso en el que se libera gran cantidad de energía ya que el núcleo pesado es menos estableque sus productos. Sin embargo, alcanza con una pequeña cantidad de energía como la que transporta el neutrón que colisiona con el núcleo, para producirse la reacción de fisión, y a su vez, los neutrones que han resultado de la fisión de un núcleo, pueden ocasionar nuevas fisiones. Esta secuencua de reacciones de fisión nuclear se trata de una reacción en cadena.

Este proceso fue descubierto en1938, al detectar elementos de pequeña masa en una muestra de uranio puro irradiada con neutrones.

Aplicaciones.

La Bomba Atómica
Este proceso fue el aplicado para fabricar la bomba atómica. Los neutrones de una fuente situada al centro del dispositivo son los encargados de disparar la reacción nuclear en cadena. El uranio 235 fue el material fisionable empleado en la bomba lanzada sobreHiroshima el 6 de agosto de 1945. En la bomba que hizo explotar Nagasaki tres días después, se utilizó plutonio 239. Las reacciones de fisión que se generaron fueron similares en ambos casos, así como la magnitud de la destrucción.

Reactores Nucleares
Una aplicación de la fisión nuclear, esta vez con fines pacíficos, aunque controvertida, es la generación de electricidad a partir del calor de unareacción en cadena controlada en un reactor nuclear. Estos proporcionan alrededor del 20% de la energía eléctrica en Estados Unidos y el 40% en europa. Si bien es una contribución pequeña para Estados Unidos, no es nada despreciable para la producción de energía de ese país.

Reactores de agua ligera: La velocidad de los neutrones es un aspecto importante del proceso de fisión. Los neutroneslentos dividen el núcleo de Uranio 235 con más eficiencia que los neutrones rápidos. Como las reacciones de fisión son demasiado exotérmicas, los neutrones generados alcanzan altas velocidades, y es por esto que para que el proceso sea más eficiente, es necesario disminuir su velocidad antes de utilizarlos para inducir la desintegración nuclear. Es para esto que los científicos utilizan sustancias quepueden reducir la enerfía cinética de los neutrones, y que se conocen como moderadores. Los mismos deben cumplir con varios requisitos: no deben ser tóxicos ni costosos (se necesitan grandes cantidades), deben resistir la conversión a una sustancia radiactiva por el bombardeo de neutrones, y además debe ser fluido para que también sirva como refrigerante. Es así que el agua es la sustancia que másse acerca a cumplir todos los requisitos. Por lo tanto, los reactores nucleares que utilizan agua como moderador se llaman reactores de agua ligera (el 11H es el isótopo más ligero del hidrógeno)
Reactores de agua pesada: Otros tipos de reactores nucleares utilizan D2O (o agua pesada) como moderador en lugar de H2O. El deuterio absorbe los neutrones con menos eficiencia que el hidrógeno. Por estarazón, el reactor es más eficiente y no requiere Uranio enriquecido. El hecho de que el deuterio sea un moderador menos eficiente, tiene un impacto negativo en la operación del reactor, porque se fugan más neutrones, aunque esta desventaja no es tan importante.
Reactores de cría: El reactor de cría utiliza uranio como combustible, pero a diferencia de un reactor nuclear convencional, produce másmaterial fisionable que el que consume. La reserva de material fisionable aumenta de modo constante a medida que se consume el combustible nuclear inicial. Para regenerar la cantidad de combustible comparable a la que reabastecía el reactor original, así como para abastecer de combustible a otro reactor nuclear de dimensiones similares, se necesitan de 7 a 10 años (tiempo de duplicación)....