Solidos

Qué es la energía nuclear
Como definición podríamos decir que la energía nuclear és una forma de energía relativamente nueva, que utiliza la energía que mantiene unidos a dos átomos. Separándolos se libera la energía que denominamos nuclear. Para este fin se emplea el uranio, que al dividirse produce elementos radiactivos. El proceso de división se llamafisión nuclear y es el que se usa en lascentrales nucleares de poténcia (las que producen energía eléctrica)
Otro proceso en la que se libera mucha energía es mediante la fusión nuclear en la qual el núcleo de dos àtomos a gran temperatura se funden. Precisamente ésta és la reacción que se produce en el Sol.
Sin embargo, también se utiliza el concepto de energía nuclear para referirnos al aprovechamiento de dicha energía para otrosfines como la obtención de energía eléctrica, térmica y/o mecánica a partir de reacciones nucleares.
Fisión nuclear
La fisión nuclear és una de las dos reacciones posibles que se producen cuando trabajamos con energía nuclear.
En energía nuclear llamamos fisión nuclear a la división del núcleo de un átomo. El núcleo se convierte en diversos fragmentos con una masa casi igual a la mitad de lamasa original más dos o tres neutrones.

La suma de las masas de estos fragmentos es menor que la masa original. Esta 'falta' de masas (alrededor del 0,1 por ciento de la masa original) se ha convertido en energía según la ecuación de Einstein (E=mc2)
La fisión nuclear puede ocurrir cuando un núcleo de un átomo pesado captura un neutrón, o puede ocurrir espontáneamente.

Cadena de reaccionesnucleares
Una reacción en cadena se refiere a un proceso en el que los neutrones liberados en la fisión produce una fisión adicional en al menos un núcleo más. Este núcleo, a su vez produce neutrones, y el proceso se repite. El proceso puede ser controlado (energía nuclear) o incontrolada (armas nucleares).

Si en cada fisión provocada por un neutrón se liberan dos neutrones más, entonces elnúmero de fisiones se duplica en cada generación. En este caso, en 10 generaciones hay 1.024 fisiones y en 80 generaciones aproximadamente 6 x 1023 fisiones.
Energía liberada por cada fisión nuclear
165 MeV ~ Energía cinética de los productos de fisión
7 MeV ~ Rayos gamma
6 MeV ~ Energía cinética de los neutrones
7 MeV ~ Energía a partir de productos de fisión
6 MeV ~ Rayos gama deproductos de fisión
9 MeV ~ Anti-neutrinos de los productos de fisión
200 MeV
1 MeV (millones de electrón-voltios) = 1,609 x 10-13 Joules
Masa crítica
Aunque en cada fisión nuclear se producen entre dos y tres neutrones, no todos neutrones están disponibles para continuar con la reacción de fisión. Si las condiciones son tales que los neutrones se pierden a un ritmo más rápido de lo que se formanpor la fisión, los que se produzcan en la reacción en cadena no serán autosuficientes.
La masa crítica és el punto donde la reacción en cadena puede llegar a ser autosostenible.
En una bomba atómica, por ejemplo, la masa de materias fisionables és mayor que la masa crítica.
La cantidad de masa crítica de un material fisionable depende de varios factores, la forma del material, su composición ydensidad, y el nivel de pureza.
Una esfera tiene la superficie mínima posible para una masa dada, y por tanto, reduce al mínimo la fuga de neutrones. Bordeando el material fisionable con un neutrón adecuado "Reflector", la pérdida de neutrones pueden reducirse y la masa crítica puede ser reducida.
La fisión nuclear controlada

Para mantener un control sostenido de reacción nuclear, por cada2 o 3 neutrones puestos en libertad, sólo a uno se le debe permitir dar a otro núcleo de uranio. Si esta relación es inferior a uno entonces la reacción va a morir, y si es más grande va a crecer sin control (una explosión atómica). Para controlar la cantidad de neutrones libres en el espacio de reacción debe estar presente un elemento de absorción de neutrones. La mayoría de los reactores son...