FÍSICA NUCLEAR

1. FÍSICA NUCLEAR Raquel Melissa Prieto Velasco 11-2

2. FÍSICA NUCLEAR: La energía nuclear o energía atómica es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares (procesos de combinación y transformación de las partículas sub-atómicas y núcleos atómicos. Las reacciones nucleares pueden ser endotérmicas o exotérmicas, atendiendo a si precisan energía para producirse o a si la desprenden respectivamente). Sin embargo, este término engloba otro significado, el aprovechamiento de dicha energía para otros fines, tales como la obtención de energía eléctrica,térmica mecánica a partir de reacciones atómicas, y su aplicación, bien sea con fines pacíficos o bélicos. Así, es común referirse a la energía nuclear no solo como el resultado de una reacción sino como un concepto más amplio que incluye los conocimientos y técnicas que permiten la utilización de esta energía por parte del ser humano.

3. Núcleo de un reactor nuclear de fisión de investigación TRIGA. Puede apreciarse la radiación Cherenkov, en azul.

4. USO QUE LE DE LA EL HOMBRE: Hay dos medios por los cuales se puede derivar energía a partir de las reacciones nucleares, estas dos técnicas son: La fisión y la fusión. FISIÓN: En la que el núcleo de gran numero de masa se divide en dos núcleos mas pequeños. Fermi, tras el descubrimiento del neutrón, realizó una serie de experimentos en los que bombardeaba distintos núcleos con estas nuevas partículas. En estos experimentos observó que cuando utilizaba neutrones de energías bajas, en ocasiones el neutrón era absorbido emitiéndose fotones (partícula elemental responsable de las manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético).

5. Esquema del fenómeno de la fisión del 235U. Un neutrón de baja velocidad (térmico) impacta en un núcleo de uranio desestabilizándolo. Este se divide en dos partes y además emite una media de 2.5 neutrones por fisión. Distribución típica de las masas de los productos de fisión. La gráfica representa el caso del uranio 235.

6. FUSIÓN: En la que dos núcleos ligeros se funden para formar un núcleo mas pesado. Así como la fisión es un fenómeno que aparece en la corteza terrestre de forma natural (si bien con una frecuencia pequeña), la fusión es absolutamente artificial en nuestro entorno. Sin embargo, esta energía posee ventajas con respecto a la fisión. Por un lado el combustible es abundante y fácil de conseguir, y por otro, sus productos son elementos estables y ligeros. En la fusión, al contrario que en la fisión donde se dividen los núcleos, la reacción consiste en la unión de dos o más núcleos ligeros. Esta unión da lugar a un núcleo más pesado que los usados inicialmente y a neutrones. La fusión se consiguió antes incluso de comprender completamente las condiciones que se necesitaban, limitándose a conseguir condiciones extremas de presión y temperatura usando una bomba de fisión. Pero no es hasta que Lawson define unos criterios de tiempo, densidad y temperatura mínimos cuando se comienza a comprender el funcionamiento de la fusión.

7. Representación de la emisión de una partícula alfa por un núcleo. Proceso de fusión entre un núcleo de deuterio y uno de tritio. Es la opción más adecuada para ser llevada a cabo en un reactor nuclear de fusión. Representación de una partícula beta emitida por un núcleo.

8. Existen varias disciplinas y técnicas que usan de base la energía nuclear y van desde la generación de electricidad en las centrales nucleares hasta las técnicas de análisis de datación arqueológica (arqueometría nuclear), la medicina nuclear usada en los hospitales, etc. La energía nuclear puede transformarse de forma descontrolada, dando lugar al armamento nuclear; o controlada en reactores nucleares en los que se produce energía eléctrica,energía mecánica o energía térmica. Tanto los materiales usados como el diseño de las instalaciones son completamente diferentes en cada caso. Otra técnica, empleada principalmente en pilas de mucha duración para sistemas que requieren poco consumo eléctrico, es la utilización de generadores termoelectricos de radioisotópos (GTR, o RTG en inglés), en los que se aprovechan los distintos modos de desintegración para generar electricidad en sistemas de termopares a partir del calor transferido por una fuenteradiactiva. La energía desprendida en esos procesos nucleares suele aparecer en forma de partículas subatómicas en movimiento. Esas partículas, al frenarse en la materia que las rodea, producen energía térmica. Esta energía térmica se transforma en energía mecánica utilizando motores de combustión externa, como las turbinas de vapor. Dicha energía mecánica puede ser empleada en el transporte, como por ejemplo en los buques nucleares; o para la generación de energía eléctrica en centrales nucleares.

9. Ataque nuclear a Hiroshima el 6 de agosto de 1945. La nube resultante se extendió 18 kilómetros por encima del origen de la explosión.

10. VENTAJAS Y DESVENTAJAS: En primer lugar vale aclarar que la energía nuclear es sumamente ventajosa en varios aspectos. Por ejemplo, genera gran parte de la energía eléctrica que consumimos día a día, y sólo en la Unión Europea un tercio de la energía eléctrica utilizada se obtiene por energía nuclear, evitando 700 millones de toneladas de CO2 hacia la atmósfera. Al ser una energía no contaminante, su uso garantiza un daño menor al medio ambiente, evitando el uso de combustibles fósiles, generando con poco combustible mucha energía. En cuanto a sus desventajas, los riesgos de accidentes nucleares son conocidos. Chernobyl es paradigmático en este aspecto, y si no se toman los recaudos de seguridad necesarios el riesgo para la humanidad es enorme. De hecho, las centrales nucleares demandan un alto costo de construcción y mantenimiento, y por ello en muchos casos se prefiere el uso de combustibles fósiles. Además, las posibilidades de usos no pacíficos de la energía nuclear es real, y muchas naciones pueden utilizarlas con fines bélicos absolutamente condenables.

11. VIDEO: Este video es muy interesante, es sacado del programa “¿Cómo lo hacen? De Discovery Channel. http://www.youtube.com/watch?v=pXUXIHtfXgA

12. WEB GRAFÍA: http://es.wikipedia.org http://www.ojocientifico.com http://www.youtube.com/