Las reacciones exotérmicas son aquellas que liberan más energía (en forma de calor) de la que absorben durante el consumo de reactivos y la formación de productos. Sin embargo, muchas de estas reacciones requieren una fuente de ignición para comenzar.
A medida que se libera energía en cada reacción, esto sirve para encender otra para comenzar. Así, se desencadena una secuencia de reacciones exotérmicas que, al aportar más energía de activación, inician muchas otras: de ahí la idea de reacción en cadena.
Las reacciones de combustión, por ejemplo, representan un tipo de reacción en cadena. Porque debemos aportar energía inicial (necesaria para que se inicie la reacción), que luego se dispensa para mantener el proceso porque cada reacción aislada alimenta a las siguientes:
Fuente de ignición + Combustible + Oxidante -> Luz + Productos + Calor
Calor + Combustible + Oxidante -> Luz + Productos + Calor²
Calor² + Combustible + Oxidante -> Luz + Productos + Calor3…
La última reacción será aquella en la que el combustible u oxidante se consuma por completo. Además, el calor se quita para otro propósito que evita que comience otra reacción más tarde.
Fisión nuclear
La fisión nuclear es otro tipo de reacción en cadena, ya que se basa en bombardear un núcleo estable con neutrones. Este, al volverse inestable, se rompe y libera más neutrones que desestabilizarán otros núcleos y harán que el proceso sea continuo hasta que no queden más neutrones libres o núcleos estables.
Un buen ejemplo es la fisión de un isótopo de uranio 235: al recibir un neutrón, el núcleo se vuelve inestable y el uranio 236 (debido a que se agregó una partícula más) se divide en uno de bario 141 y criptón 92.
Sin embargo, con esta fisión, se liberan tres neutrones junto con una enorme cantidad de energía térmica (aproximadamente 200 MeV). Por tanto, podrían desestabilizarse tres núcleos más de uranio 235. Así, generarán 9 neutrones más que desestabilizarán otros 9 núcleos que liberarán 27 neutrones más …
Por eso las centrales nucleares son capaces de generar mucha energía a partir de una pequeña cantidad de materia: porque, además de que cada unidad de reacción tiene un enorme potencial energético, sirven para iniciar varias otras.
Sin embargo, esta forma de obtención de energía puede generar residuos no deseados: desde materiales radiactivos que son potenciales contaminantes de acuíferos, fauna y flora local, hasta radiación gamma (la más penetrante de todas las formas de radiación existentes).
Fuentes:
http://www.fisica.net/nuclear/reacao_em_cadeia.pdf (consultado el 13/08/2010)
http://pt.wikipedia.org/wiki/Fissão_nuclear (consultado el 13/08/2010)
