QUÍMICA NUCLEAR

Fusi´n y fisi´n.
o
o

F´lix P´rez Rubio.
e
e

1

´
Indice
1. Resumen

3

2. Fisi´n
o
2.1. Introducci´n hist´rica. . . . . .
o
o
2.2. Mec´nismo f´
a
ısico. . . . . . . . .
2.3. Caracter´
ısticas de la fisi´n. . . .
o
2.4. Reacciones de fisi´n controlada.
o
2.5. Reactores de fisi´n. . . . . . . .
o
2.6. Armas de fisi´n. . . . . . . . . .
o

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3. Fusi´n
o
3.1. Introducci´n. . . . . . . . . . . . .
o
3.2. Procesos b´sicos de fusi´n nuclear.
a
o
3.3. Caracter´
ısticas de la fusi´n. . . . .
o
3.4. Fusi´n Solar. . . . . . . . . . . . .
o
3.5. Reactores de fusi´n controlada. . .
o
3.6. Armas termonucleares. . . . . . . .

2

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26
27
27
30
34
36

1.

Resumen

Se denominan fisi´n y fusi´n nuclear a dos procesos nucleares exoeno
o
erg´ticos con importantes aplicaiones. Ambos procesos producen cantidades
e
extraordinariamente elevadas de energ´ y ambos prcesos sonb´sicos en la
ıa,
a
concepci´n de los reactoras nucleares utilizados en la producci´n de energ´
o
o
ıa
el´ctrica.
e
La fisi´n es un fenomeno que ata˜e a los n´cleos m´s pesados (uranio y pluo
n
u
a
tonio principalmente). La fusi´n, sin embargo, es un proceso que tiene lugar
o
de forma natural en las estrellas. Por eso brillan (emiten fotones) y adem´s
a
emiten otras part´
ıculas de graninter´s para la astrof´
e
ısica.
A lo largo de este breve resumen acerca de la fisi´n y fusi´n se har´ una ino
o
a
troducci´n a los mec´nismos y reacciones nucleares que tiene lugar en ambos
o
a
procesos y tambi´n se tratar´n los dos usos pr´cticos m´s importantes que
e
a
a
a
se extraen de estos dos fen´menos que son la generaci´n de energ´ con los
o
o
ıa
reactores nucleares ylas armas nucleares. En el apartado dedicado a la fusi´n
o
tambi´n se analiza al Sol como reactor termonuclear.
e

3

2.

Fisi´n
o

4

2.1.

Introducci´n hist´rica.
o
o

El desarrolo de la F´
ısica Nuclear ocurri´ con mucha velocidad en la d´cao
e
da de 1930. Siguiendo al descubrimiento del neutr´n por parte de Chadwick
o
en 1932, el siguiente paso fue estudiar los efectosde la exposici´n de varios
o
n´cleos a los neutrones. Enrico Fermi y sus colaboradores en Italia expusieron
u
algunos a los neutrones y estudiaron la radioactividad inducida que sigue a
la captura electr´nica. Descubrieron que de esos muchos n´cleos deca´ por
o
u
ıan
emisi´n de β − al intentar el n´cleo compensar el exceso de neutrones conviro
u
tiendo un neutr´n en un prot´n. Elresultado es un n´cleo residual de n´mero
o
o
u
u
at´mico una unidad mayor. (Este trabajo le vali´ a Fermi el premio Nobel
o
o
en 1938).
A continuaci´n se hizo uso de esta t´cnica para aumentar el n´mero at´mio
e
u
o
co para producir elementos transur´nidos, que son los que resultan ser m´s
a
a
pesados que el uranio. Fue en el transcurso de estos trabajos cuando Hahn
(Premio Nobel dequ´
ımica en 1944) y Strassmann advirtieron la existencia
de la fisi´n inducida por neutrones, una reacci´n exoenerg´tica que, al existir
o
o
e
la posibilidad de reacci´n en cadena, se convirti´ en una reacci´n que tiene
o
o
o
aplicaciones pr´cticas como fuente de energ´ y que posibilito la realizaci´n
a
ıa
o
de reactores de fisi´n.
o
Cuando a principios de 1939 se verific´ que se...