Energia Nuclear

Energía Nuclear, preguntas y respuestas.

¿Se aplica esta tecnología en otros países?

Sí, actualmente se ha probado en unos cuarenta países, entre los cuales se encuentran Estados Unidos, Canadá, Francia, Bélgica, Holanda, Japón, Sudáfrica, México y otros países de Latinoamérica. En algunos países se ha aplicado esta tecnología en la alimentación de astronautas y pacientes de cáncer o SIDA que necesitan consumir alimentos estériles.

¿Qué es la Energía Nuclear?

Es la energía almacenada por la estructura interna del átomo: el núcleo. Esta energía puede ser liberada por reacciones nucleares exotérmicas, como en el caso de la Fisión Nuclear (división de núcleos atómicos pesados), donde una fracción de la masa es transformada en energía.

En relación a la liberación de energía, una reacción nuclear es un millar de veces más energética que una reacción química, por ejemplo la generada por la combustión del combustible fósil del metano.

¿Qué es un Atomo?

Es la unidad básica de la materia con características propias. Esta formado por un núcleo donde se encuentran protones, de carga eléctrica (+) y neutrones, partículas sin carga. Alrededor del núcleo giran los electrones de carga (-) en diferentes niveles energéticos.

El átomo está caracterizado por su número atómico y número másico.

El número atómico es igual al número de protones, el número másico del átomo es la suma de los protones y sus neutrones.

¿Qué es el Neutrón?

Proceden de reacciones de fisión o de reacciones nucleares con otras partículas. Pueden ser muy penetrantes debido a que no tienen carga, su mayor cualidad es la de producir elementos radiactivos al interaccionar con elementos estables.

Partícula elemental de carga cero y masa 1,64 x 10-27 Kg, equivalente a 1,0087 uma. Forma parte de los núcleos atómicos. Es factible de descomponerse en un protón(+), un electrón(-) y un neutrino.

1n -> +p + -e + γ

El neutrón fue descubierto en el Laboratorio de Cavendish en el año 1932 por el físico James Chadwick.

El neutrón es estable sólo al interior de la materia nuclear, en forma aislada decae en aproximadamente 11 minutos.

¿Qué son los radioisótopos?

Son elementos radiactivos artificiales generados en reactores nucleares y en aceleradores de partículas. Estos elementos radiactivos se obtienen bombardeando núcleos de elementos estables con neutrones o con partículas cargadas.

Los principales radioisótopos generados en los reactores nucleares de nuestro país son el 99mTc,131I,198AU y otros, los cuales son destinados a la medicina (diagnóstico y terapia), investigación en la alimentación e industria y docencia.

Existen, además, los isótopos radiactivos naturales que derivan principalmente de los isótopos del uranio y del torio. Estos isótopos tienen un ritmo de desintegración radiactivo de miles o millones de años, que han sobrevivido a los 5.000 millones de años, que se estima han transcurrido desde la formación de la corteza terrestre.

El período de semidesintegración radiactiva está definido como el tiempo que transcurre para que la actividad de un isótopo o radioisótopo se reduzca a la mitad.

Qué es la Fisión Nuclear?

Es una reacción nuclear que tiene lugar por la rotura de un núcleo pesado al ser bombardeado por neutrones con cierta velocidad. A raíz de esta división el núcleo se separa en dos fragmentos acompañado de una emisión de radiación, liberación de 2 ó 3 nuevos neutrones y de una gran cantidad de energía (200 MeV).En estricto rigor una fracción de la masa del sistema se convierte en energía durante el proceso.

Los neutrones que escapan de la fisión, al bajar su energía cinética, se encuentran en condiciones de fisionar otros núcleos pesados, produciendo una Reacción Nuclear en Cadena. Cabe señalar, que los núcleos atómicos utilizados son de Uranio - 235.

El proceso de la fisión permite el funcionamiento de los Reactores Nucleares que actualmente operan en el mundo.

Qué es la Fusión Nuclear?

La fusión nuclear ocurre cuando dos núcleos atómicos muy livianos se unen, formando un núcleo atómico más pesado con mayor estabilidad. Estas reacciones liberan energías tan elevadas que en la actualidad se estudian formas adecuadas para mantener la estabilidad y confinamiento de las reacciones. La energía necesaria para lograr la unión de los núcleos se puede obtener utilizando energía térmica o bien utilizando aceleradores de partículas . Ambos métodos buscan que la velocidad de las partículas aumente para así vencer las fuerzas de repulsión electrostáticas generadas al momento de la colisión necesaria para la fusión. Para obtener núcleos de átomos aislados, es decir, separados de su envoltura de electrones, se utilizan gases sobrecalentados que constituyen el denominado Plasma Físico. Este proceso es propio del Sol y las estrellas, pues se tratan de gigantescas estructuras de mezclas de gases calientes atrapadas por las fuerzas de gravedad estelar. El confinamiento de las partículas se logra utilizando un "Confinamiento Magnético", o bien un "Confinamiento Inercial". El Confinamiento Magnético aprovecha el hecho que el plasma está compuesto por partículas (núcleos) con carga eléctrica. Se sabe que si una de estas partículas interactúa con un Campo Magnético su trayectoria y velocidad cambian, quedando atrapadas por dicho Campo. El Confinamiento Inercial permite comprimir el plasma hasta obtener densidades de 200 a 1000 veces mayor que la de sólidos y líquidos. Cuando se logra la compresión deseada se eleva la temperatura del elemento, lo que facilita aún más el proceso de la fusión.

La fusión nuclear se puede representar por el siguiente esquema y relación de equilibrio:

2H + 2H -> 3He + 1n+ 3,2 MeV

Otro ejemplo de reacción de fusión es aquel en que actúan como reactantes dos isótopos de hidrogéno, el deuterio y el tritio, dando como productos de la reacción helio-4, un neutrón y una gran cantidad de energía:

2H + 3H -> 4He + 1n+ 17,3 MeV

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