Fisión Y Fusión Nuclear
Páginas: 6 (1434 palabras)
Publicado: 4 de octubre de 2012
GUÍA DE ESTUDIO DE QUÍMICA
“Fisión y Fusión Nuclear”
Objetivos:
▪ Comprender y desarrollar el concepto de fisión y fusión nuclear.
1. RADIACTIVIDAD INDUCIDA
En las clases anteriores, estudiamos las reacciones nucleares en las cuales un núcleo se desintegra espontáneamente liberando emisiones radiactivas y transformándose en un núcleo diferente, es decir, el proceso quellamamos radiactividad natural. Pero también hay formas artificiales de cambiar la identidad de un núcleo; por ejemplo, al bombardear núcleos atómicos con partículas alfa, neutrones, protones u otras partículas subatómicas, se pueden inducir estas reacciones nucleares.
Al igual que en la radiactividad natural, este proceso genera cambios en la naturaleza del núcleo, es decir, se produce unatransmutación nuclear donde un núcleo se transforma en otro y se libera energía. Este proceso se llama radiactividad inducida. Las reacciones de este tipo han permitido sintetizar cientos de radioisótopos, los que se utilizan en medicina, en la investigación científica, en la agricultura y en muchas otras áreas.
En la radiactividad inducida intervienen cuatro partículas: un núcleo objetivo,una partícula que bombardea, un núcleo producto y una partícula expulsada. Las partículas más utilizadas para bombardear núcleos, y así obtener diferentes isótopos, son los neutrones. Al tener carga neutra, evitan la repulsión entre la partícula y el núcleo, facilitando de este modo la interacción.
¿Cómo ocurre la conversión de un núcleo en otro?
Se produce de dos maneras: una esfragmentando el núcleo en dos de menor tamaño, o bien, agregando protones o neutrones, con lo que se obtiene un núcleo de mayor tamaño.
En el interior de un núcleo actúan dos tipos de fuerzas: la fuerza de repulsión eléctrica (a), que tiende a separar los protones, y la fuerza nuclear fuerte (b), responsable de mantener los neutrones y protones unidos en el núcleo.
Para romper un núcleo senecesita vencer la fuerza nuclear fuerte; mientras que para agregarle más protones o neutrones se requiere superar la fuerza eléctrica. Ambos procesos son reacciones nucleares que liberan gran cantidad de energía. Entonces, podemos identificar que hay dos tipos de reacciones nucleares: fisión nuclear y fusión nuclear.
2. FISIÓN NUCLEAR
La fisión nuclear se produce cuando un núcleopesado se divide en dos núcleos más livianos, que son más estables y tienen mayor energía de enlace. En este proceso se libera una gran cantidad de energía. Se denomina energía de enlace (E) a la que se libera al formarse un núcleo a partir de sus partículas constituyentes (protones y neutrones) y coincide con la energía que hay que entregarle al núcleo para separar las partículas que loconstituyen.
¿Cuándo se consiguió por primera vez dividir un núcleo?
En 1938, los químicos alemanes Otto Hahn (1879 – 1968) y Fritz Strassmann (1902 – 1980) detectaron la presencia del elemento bario (Ba) en una muestra de uranio (U) que había sido bombardeada con neutrones. Trabajos posteriores confirmaron que un núcleo de uranio – 235 había capturado un neutrón y sufrido fisión nuclear; es decir,el núcleo se había dividido en dos. Este proceso se puede representar a través de la siguiente ecuación:
[pic]
La reacción de fisión produce más neutrones de los que actúan al inicio. En este hecho se basa la sustentabilidad de la reacción, es decir, el bombardeo con sólo un neutrón produce tres neutrones capaces de inducir otras tres reacciones de fisión, que liberan nueve neutrones entotal, los que inducen nueve fisiones más, que producen 27 neutrones, y así sucesivamente. La figura 1 esquematiza dicho proceso.
[pic]
Figura 1. Al bombardear un núcleo pesado con un neutrón; éste se divide en núcleos más ligeros, desprendiendo en el proceso más neutrones y energía.
3. REACCIONES EN CADENA
En la fisión nuclear, el núcleo fisionable (U – 235 o Pu – 239) es...
“Fisión y Fusión Nuclear”
Objetivos:
▪ Comprender y desarrollar el concepto de fisión y fusión nuclear.
1. RADIACTIVIDAD INDUCIDA
En las clases anteriores, estudiamos las reacciones nucleares en las cuales un núcleo se desintegra espontáneamente liberando emisiones radiactivas y transformándose en un núcleo diferente, es decir, el proceso quellamamos radiactividad natural. Pero también hay formas artificiales de cambiar la identidad de un núcleo; por ejemplo, al bombardear núcleos atómicos con partículas alfa, neutrones, protones u otras partículas subatómicas, se pueden inducir estas reacciones nucleares.
Al igual que en la radiactividad natural, este proceso genera cambios en la naturaleza del núcleo, es decir, se produce unatransmutación nuclear donde un núcleo se transforma en otro y se libera energía. Este proceso se llama radiactividad inducida. Las reacciones de este tipo han permitido sintetizar cientos de radioisótopos, los que se utilizan en medicina, en la investigación científica, en la agricultura y en muchas otras áreas.
En la radiactividad inducida intervienen cuatro partículas: un núcleo objetivo,una partícula que bombardea, un núcleo producto y una partícula expulsada. Las partículas más utilizadas para bombardear núcleos, y así obtener diferentes isótopos, son los neutrones. Al tener carga neutra, evitan la repulsión entre la partícula y el núcleo, facilitando de este modo la interacción.
¿Cómo ocurre la conversión de un núcleo en otro?
Se produce de dos maneras: una esfragmentando el núcleo en dos de menor tamaño, o bien, agregando protones o neutrones, con lo que se obtiene un núcleo de mayor tamaño.
En el interior de un núcleo actúan dos tipos de fuerzas: la fuerza de repulsión eléctrica (a), que tiende a separar los protones, y la fuerza nuclear fuerte (b), responsable de mantener los neutrones y protones unidos en el núcleo.
Para romper un núcleo senecesita vencer la fuerza nuclear fuerte; mientras que para agregarle más protones o neutrones se requiere superar la fuerza eléctrica. Ambos procesos son reacciones nucleares que liberan gran cantidad de energía. Entonces, podemos identificar que hay dos tipos de reacciones nucleares: fisión nuclear y fusión nuclear.
2. FISIÓN NUCLEAR
La fisión nuclear se produce cuando un núcleopesado se divide en dos núcleos más livianos, que son más estables y tienen mayor energía de enlace. En este proceso se libera una gran cantidad de energía. Se denomina energía de enlace (E) a la que se libera al formarse un núcleo a partir de sus partículas constituyentes (protones y neutrones) y coincide con la energía que hay que entregarle al núcleo para separar las partículas que loconstituyen.
¿Cuándo se consiguió por primera vez dividir un núcleo?
En 1938, los químicos alemanes Otto Hahn (1879 – 1968) y Fritz Strassmann (1902 – 1980) detectaron la presencia del elemento bario (Ba) en una muestra de uranio (U) que había sido bombardeada con neutrones. Trabajos posteriores confirmaron que un núcleo de uranio – 235 había capturado un neutrón y sufrido fisión nuclear; es decir,el núcleo se había dividido en dos. Este proceso se puede representar a través de la siguiente ecuación:
[pic]
La reacción de fisión produce más neutrones de los que actúan al inicio. En este hecho se basa la sustentabilidad de la reacción, es decir, el bombardeo con sólo un neutrón produce tres neutrones capaces de inducir otras tres reacciones de fisión, que liberan nueve neutrones entotal, los que inducen nueve fisiones más, que producen 27 neutrones, y así sucesivamente. La figura 1 esquematiza dicho proceso.
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Figura 1. Al bombardear un núcleo pesado con un neutrón; éste se divide en núcleos más ligeros, desprendiendo en el proceso más neutrones y energía.
3. REACCIONES EN CADENA
En la fisión nuclear, el núcleo fisionable (U – 235 o Pu – 239) es...
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