Tecnología nuclear

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INTRODUCCIÓN
Como es sabido, la tecnología nuclear, o energía atómica como muchos la conocen, se dio a conocer al mundo un 6 de agosto de 1945 cuando la explosión de una bomba totalmente desconocida hasta entonces causó cientos de miles de muertos y heridos en Hiroshima, Japón. Lamentablemente, el hecho tendría su segundo acto apenas tres días después, en Nagasaki, otra ciudad de Japón. Sinembargo, desde entonces, y como contrapartida, la tecnología nuclear ha venido redimiendo con creces su pecado original, al punto que sus beneficios se han multiplicado en forma permanente y han ido alcanzando, progresivamente, a toda la humanidad.
Para entender mejor algunos conceptos que iremos manejando, es imprescindible traer a la memoria algunos fundamentos.
En primer lugar, debemos recordarque en el átomo están los electrones orbitando al núcleo y dispuestos en distintas capas o niveles energéticos. En el núcleo, a su vez, están los protones (en igual numero que los electrones) y los neutrones. Es interesante tener presente que las dimensiones del núcleo y el átomo son tales que si imagináramos un átomo del tamaño de un gran estadio de fútbol, el núcleo -ubicado en el centro delcampo de juego- sería menor a una esfera de un centímetro de diámetro. Esta comparación nos ayuda a comprender que la materia, compuesta de moléculas integradas por átomos, es, mayoritariamente, un enorme vacío, en contraposición con nuestro sentido al respecto.
El número de protones en el núcleo (llamado número atómico) determina qué elemento químico está presente. Por ejemplo, si hay un solo protónestaremos ante el Hidrógeno; si hay 6 protones será Carbono y si hay 92 será Uranio. En la Tabla Periódica de Elementos el Uranio, número atómico 92, está rodeado del Paladio, número atómico 91, y del Neptunio, número atómico 93.
Conviene recordar que hay núcleos diferentes para un mismo elemento químico, dando lugar a los llamados isótopos. En el caso del uranio, por ejemplo, el isótopo Uranio235 tiene 143 neutrones en su núcleo (que sumados a sus 92 protones hacen el número 235), mientras que el isótopo Uranio 238 tiene 146 neutrones en el núcleo. En definitiva, si pudiéramos "observar con detalle" los átomos del uranio encontraríamos que unos núcleos difieren de otros en el número de sus neutrones. La llamada composición isotópica del uranio nos dice que un 0,7% del uranio existenteen la Naturaleza es Uranio 235 y, prácticamente, todo el resto es Uranio 238 (existen otros isótopos en porcentajes muy menores).
Los tres isótopos conocidos del hidrógeno son el Hidrógeno 1, que es el ordinario, común o liviano y que tiene en su núcleo sólo el protón característico; el Deuterio, que tiene además un neutrón en el núcleo (por eso es Hidrógeno 2) y el Tritio, que tiene dosneutrones en el núcleo (por eso es Hidrógeno 3). Recordemos que los números a la derecha del nombre o del símbolo son la suma de protones y neutrones.
La estabilidad de los núcleos depende de dos fuerzas que deben estar en equilibrio armónico: una fuerza de atracción neutrón-neutrón y protón-neutrón y una fuerza de repulsión protón-protón (recordemos que los protones tienen todos carga positiva). Cuandoel equilibrio no existe la inestabilidad se manifiesta a través de la liberación de partículas y ondas electromagnéticas portadoras de energía. Se dice entonces que los respectivos núcleos son radiactivos pues están propensos a desintegrarse y emitir radiactividad.
Repasemos las principales desintegraciones radiactivas. La desintegración alfa ocurre cuando la repulsión entre protones es grande ysupera a las fuerzas de atracción. La partícula alfa que se desprende del núcleo inestable está formada por dos protones y dos neutrones conformando, por lo tanto, un núcleo de Helio 4 (helio por tener dos protones). Esos 2 protones y 2 neutrones salen del núcleo original, el que se transforma en un núcleo de otro elemento distinto. Por ejemplo, el núcleo original de Seaborgio 157 se transforma...
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