Aplicaciones Energía Nuclear

APLICACIONES DE LA ENERGÍA
NUCLEAR

FUERZA NUCLEAR
RELACIÓN MASA – ENERGÍA
• Al interior del núcleo existe una fuerza de atracción,
denominada INTERACCIÓN NUCLEAR FUERTE.
• Interacción Nuclear fuerte: es una fuerza atractiva de corto
alcance, a distancias entre partículas del orden de
10 -15 m,
que actúa entre dos protones, dos neutrones o entre un
protón y un neutrón y que existe solo en elnúcleo atómico.

FUERZA NUCLEAR
RELACIÓN MASA – ENERGÍA

• La masa de un núcleo siempre es menor que la suma de las masas
de los protones y neutrones que lo constituyen. Esta diferencia de
masa se conoce como defecto de masa (∆m).
• La teoría es que la “masa faltante”, ∆m, se convierte en energía, a la
que llamamos energía nuclear.
• Albert Einstein establece relación masa – energía.

FENÓMENOSRADIACTIVOS
Establece un cambio en la identidad de los
átomos participantes

Fisión Nuclear

Fusión Nuclear

Ruptura de un átomo
pesado por impacto de
neutrones

Unión de dos átomos
livianos, estableciendo un
nuevo elemento

FISIÓN NUCLEAR
• En 1939, los químicos alemanes Otto Hahn y
Fritz Strassman encontraron el elemento bario
(Ba) en una muestra de uranio que había sido
bombardeada con neutrones.Trabajos
posteriores confirmaron que un núcleo de
uranio – 235 había capturado un neutrón y
sufido FISIÓN NUCLEAR

FISIÓN NUCLEAR
REACCIONES EN CADENA
• Un núcleo se fisiona al ser impactado por un
neutrón.
• Se obtienen

– Dos núcleos más pequeños desprendidos a altas
velocidades.
– Radiación gamma.
– Tres neutrones, que se encargan de repetir el proceso
de fisión de otros núcleos. Repitiéndoseuna vez y
otra, generando una reacción en cadena.

FISIÓN NUCLEAR
REACCIONES EN CADENA
• Masa crítica, es una determinada y suficiente cantidad de átomos
fisionables capaces de sostener la reacción en cadena. Ejemplo: la masa
crótoca del uranio – 235 es de alrededor de 1 kilogramo.
•

Masa subcrítica, la reacción en cadena se detiene.

•

Masa supercrítica, la reacción en cadena se acelera. Esdecir, da origen a
una reacción en cadena rápida y sin control

Ejemplo:
Bomba atómica que se dejó caer en Hiroshima, Japón el 6 de agosto de
1945. Se juntaron 2 masas subcríticas de Uranio – 235, formando así una
masa supercrítica. La energía era equivalente a 20.000 toneladas de TNT.

FUSIÓN NUCLEAR
• Corresponde a la unión de núcleos ligeros
con formación de núcleos más pesados y
liberación deenergía.
• La bomba de hidrógeno es la reacción de
fusión más conocida:

FUSIÓN NUCLEAR
• Entonces, se obtiene:
– Radiación gamma.
– Un núcleo de Helio.
– Un neutrón.

REACTOR NUCLEAR
• Es un sistema construido para controlar la
energía que se produce en la reacción en
cadena y que impide el aumento indefinido
de las fisiones.
• Combustible nuclear: uranio – 235 o
plutonio – 239.

REACTORNUCLEAR
COMPONENTES DE UN REACTOR NUCLEAR:
•Material moderador
•Barras de control
•Sistema de enfriamiento
•Sistema de blindaje

TIPOS DE REACTORES NUCLEARES
REACTORES DE POTENCIA
• Funciona como caldera.
• Utilizados para la generación de electricidad y para
impulsar grandes buques y submarinos militares.
REACTORES DE INVESTIGACIÓN
• Utilización de neutrones productos de la fisión para
producirradioisótopos de interés
• Irradiar materiales con fines de investigación científica
y tecnológica.

CENTRAL NUCLEAR
• Es una instalación formada por un reactor
conectado a un sistema de generación
eléctrica.

APLICACIONES DE LAS REACCIONES
NUCLEARES
• Los reactores atómicos ya están siendo
ampliamente usados en navíos (que son
recargados con combustible solamente
después de 2 a 5 años).
• Submarinos• energía eléctrica

APLICACIONES DE LAS REACCIONES
NUCLEARES
EN LA INDUSTRIA
Radiografías de aleaciones para detectar fallas
control de producción midiendo espesor
control en el desgaste de los materiales
estudios de detergentes
detección de filtraciones o fugas
generación de corriente eléctrica
conservación de alimentos
esterilización de instrumentos quirúrgicos.

APLICACIONES DE...