Written by En tiempos de escasez de energía, la cuestión del uso de energía nuclear como uno de los candidatos más fuertes para convertirse en la principal fuente de energía del mundo. La razón de esta preferencia es la cantidad de energía que pueden liberar masas relativamente pequeñas en comparación con otras formas y fuentes de energía. Otro tema ampliamente discutido es dónde se almacenarán los resultados de este proceso.
La energía nuclear es el resultado del proceso de Fisión nuclear revisado. Para entender de qué se trata este proceso, es necesario retroceder un poco en la historia.
Reacción nuclear a través de la fisión de un átomo de uranio. Ilustración: Peter Hermes Furian / Shutterstock.com
El proceso de Fisión Nuclear comienza con los trabajos del físico inglés James Chadwick1 en 1932. Los trabajos de este físico culminaron con el descubrimiento del Neutrón. Unas semanas después de su descubrimiento, Enrico Fermidos y otros físicos en Roma descubrieron que si otros elementos fueran bombardeados por estas partículas, sería posible producir otros elementos de menor masa.
Según Fermi, al tener carga cero, el neutrón constituye un proyectil útil, a diferencia del protón o la partícula – α (núcleo de helio) ya que no sufre la acción de la fuerza eléctrica cuando se acerca a una superficie nuclear. Esta efectividad aumentaría significativamente si este neutrón fuera tratado como un neutrón térmico, es decir, un neutrón en equilibrio térmico con la materia.
La energía de un neutrón se puede medir a partir de la ley de Joule para un gas perfecto que se puede representar matemáticamente mediante la expresión:
k es la constante de Boltzman y T es la temperatura ambiente (27 ° C).
En 1939, los químicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann hizo su descubrimiento más espectacular. Descubrieron la fisión del uranio y el torio y los primeros trabajos sobre este tema aparecieron el 6 de enero y el 10 de febrero de 1939 en Naturwissenschaften. Sin embargo, quedaba una pregunta: ¿cómo podría producirse un elemento de masa intermedia bombardeando, por ejemplo, uranio con neutrones?
Después de algunas semanas, Lise Meitner3 y su sobrino Otto Frisch resolvió el enigma. Demostraron que el núcleo de uranio absorbía el neutrón y podía dividirse en dos partes aproximadamente iguales.
El proceso se puede simplificar de la siguiente manera:
235U + n0 → 236U* → x + y + bn
– 236U* es uranio con un núcleo compuesto;
– xey son fragmentos de fisión;
– b es el número de neutrones liberados en el proceso.
Un ejemplo del proceso:
235U + n0 → 236U* → 140Xe + 94Sr + 2n
Sin embargo, después de esta fisión, los fragmentos comienzan un proceso de descomposición.4 hasta que se conviertan en elementos estables. O 140Xe se convierte en Cesio y el 94Sr se convierte en circonio.
La cantidad de energía liberada durante los procesos de fisión nuclear puede multiplicarse miles de veces si el resultado de una fisión nuclear desencadena otra fisión y así sucesivamente en miles de fisiones. A este hecho lo llamamos reacción en cadena. Controlar el número de neutrones producidos y la cantidad de 235U, puede controlar la tasa de fisión a lo largo del tiempo. Cabe señalar que la fisión del núcleo rara vez ocurre espontáneamente en la naturaleza.
Sobre este tema, uno de los grandes temores que acecha a algunas naciones es la adquisición de uranio por otras. El temor radica en el hecho de que el uranio es más conveniente de usar como combustible debido a la cantidad de energía liberada por este elemento cuando la fisión es grande.
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Los grados:
1 Para saber más sobre este físico, consulte la página: http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1935/chadwick-bio.html
dos Idem: http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates//1938/fermi-bio.html
3 En 1944, Hahn recibió el Premio Nobel de Física por su investigación en fisión, pero Meitner fue ignorada, en parte porque Hahn restó importancia a su papel desde que dejó Alemania. Para obtener más información sobre este episodio, lea: http://www.atomicarchive.com/Bios/Meitner.shtml
4 Desintegración de un núcleo mediante la emisión de energía en forma de radiación.
Fuentes:
http://www.biodieselbr.com/energia/nuclear/fissao-nuclear.htm
