Energia Nuclear

Energía nuclear: La energía nuclear o energía atómica es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares. Sin embargo, este término engloba otro significado, el aprovechamiento de dicha energía para otros fines, tales como la obtención de energía eléctrica, térmica y 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.

Estas reacciones se dan en los núcleos de algunos isótopos de ciertos elementos químicos (radioisótopos), siendo la más conocida la fisión del uranio-235 (235U), con la que funcionan los reactores nucleares, y la más habitual en la naturaleza, en el interior de las estrellas, la fusión del par deuterio-tritio (2H-3H). Sin embargo, para producir este tipo de energía aprovechando reacciones nucleares pueden ser utilizados muchos otros isótopos de varios elementos químicos, como el torio-232, el plutonio-239, el estroncio-90 o el polonio-210 (232Th, 239Pu, 90Sr, 210Po; respectivamente).

Existen varias disciplinas y/o 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.

Los sistemas más investigados y trabajados para la obtención de energía aprovechable a partir de la energía nuclear de forma masiva son la fisión nuclear y la fusión nuclear. 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 termoeléctricos de radioisótopos (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 fuente radiactiva.

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.

La principal característica de este tipo de energía es la alta calidad de la energía que puede producirse por unidad de masa de material utilizado en comparación con cualquier otro tipo de energía conocida por el ser humano, pero sorprende la poca eficiencia del proceso, ya que se desaprovecha entre un 86 y 92% de la energía que se libera.

Transmutación artificial: En el fenómeno de la radiactividad nuclear, los núcleos de los elementos radiactivos se convertirían en otros núcleos distintos emitiendo en el proceso partículas alfa y beta y radiación gamma. El primer científico que logró la transmutación artificial de elementos químicos fue Ernest Rutherford en 1919, mediante el bombardeo de un átomo de nitrógeno con partículas alfa.

Sin embargo, dicho fenómeno aparece en la naturaleza de forma espontánea cuando ciertos elementos químicos e isótopos tienen núcleos inestables.

En dichos elementos, se producen fenómenos de radiación (alpha y beta) y de fisión nuclear en donde los elementos van transmutándose en elementos de peso atómico inferior hasta que su núcleo se vuelve estable (normalmente en plomo).

El fenómeno contrario, la transmutación en elementos de mayor peso atómico, se da también a altas temperaturas como las que se registran en el sol, denominándose a dicho proceso fusión nuclear.

Transmutación

La transmutación o trasmutación es un término relacionado con la alquimia, física y química que consiste en la conversión de un elemento químico en otro.1

El primer científico que logró la transmutación artificial de elementos químicos fue Ernest Rutherford en 1919, mediante el bombardeo de un átomo de nitrógeno conpartículas alfa.

Sin embargo, dicho fenómeno aparece en la naturaleza de forma espontánea cuando ciertos elementos químicos e isótopos tienen núcleos inestables. En dichos elementos, se producen fenómenos de radiación (alfa y beta) y de fisión nuclear en donde los elementos van transmutándose en elementos de peso atómico inferior hasta que su núcleo se vuelve estable (normalmente en plomo).

El fenómeno contrario, la transmutación en elementos de mayor peso atómico, se da también a altas temperaturas como las que se registran en el sol, denominándose a dicho proceso fusión nuclear.

Índice

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• 1 Historia

• 2 Véase también

• 3 Nota

• 4 Enlaces externos

Historia[editar]

Véase también: Piedra filosofal

"Renel el alquimista", según Sir William Douglas, 1853.

Desde los tiempos de la Alquimia se creía que esto era posible a base de reacciones químicas. Sobre todo desde que se conocía que la densidad del oro y el plomo eran muy semejantes.2

Las manipulaciones de transmutación de los alquimistas se basaban, en su mayor parte, en el conocimiento empírico acumulado en las propiedades de la materia, a lo largo de los milenios por los mesopotámicos, egipcios, griegos y chinos. Los conocimientos adquiridos y los descubrimientos que hicieron fueron utilizados como caldo de cultivo para el surgimiento de la química, a menudo mediante la refutación. Los ejemplos de descubrimientos incluyen la del fósforo por el alquimista de Hamburgo Hennig Brandt en 1669. El mejor ejemplo de refutación es, sin duda, el de flogisto que llevó a Lavoisier a sentar laley de conservación de la materia y fundar la química sobre una base sólida.

Corentin Louis Kervran se centró en los casos de presuntas transmutaciones biológicas desde 1960, incluyendo la gallina que transformaría el calcio de sílice para producir la cáscara del huevo.

Desde el descubrimiento del átomo se sabe que esto no es posible químicamente. Las reacciones químicas afectan tan sólo a los electrones de la corteza. La transmutación implica la alteración de los núcleos atómicos, lo que es un proceso totalmente diferente. Para cambiar un elemento en otro hay que modificar el número de protones que hay en el núcleo. El plomo tiene 82 protones y el oro 79. Así que para convertir el plomo en oro debe perder tres protones. No solo es teóricamente posible, también se ha hecho en la práctica; pero para hacerlo se necesita consumir mucha energía, tanta que el oro resultante es más caro que comprarlo en el mercado. Es decir, es posible, pero no es una fuente económica de conseguirlo.

Transmutación nuclear

Transmutación nuclear es la conversión de un elemento químico o isótopo en otro. En otras palabras, los átomos de un elemento se puede cambiar en átomos de otro elemento 'transmutación'. Esto se produce ya sea a través de reacciones nucleares, o por medio de desintegración radiactiva.

A pesar de todo la transmutación es causado por la desintegración radiactiva o una reacción nuclear, lo contrario no es cierto, ya que no todos los tipos de cualquiera de las caries o causa reacción de transmutación nuclear. Los tipos más comunes de desintegración radiactiva que no causan la transmutación son decaimiento gamma y el proceso de conversión interna relacionada. Sin embargo, la mayoría de los otros tipos de decaimiento hacer causa transmutación del radioisótopo en descomposición. Del mismo modo, algunas reacciones nucleares no causan la transmutación, aunque en la práctica, la mayoría de las reacciones nucleares, y los tipos de reacciones nucleares, dan lugar a la transmutación.

Transmutación nuclear puede ocurrir a través de varios procesos naturales, o puede ser inducida artificialmente por la intervención humana.

Transmutación natural vs artificial

Transmutación natural es responsable de la creación de todos los elementos químicos que observamos natural. La mayor parte de esto ocurrió en el pasado distante, sin embargo.

Un tipo de transmutación natural, observable en la presente se produce cuando ciertos elementos radiactivos presentes en la naturaleza de forma espontánea la caries por un proceso que hace que la transmutación, tales como alfa o la desintegración beta. Un ejemplo es la descomposición natural de potasio-40 a la atmósfera de argón-40 que forma la mayor parte del argón en el aire. También en la Tierra, transmutaciones naturales de los diferentes mecanismos de se producen reacciones nucleares naturales, debido al bombardeo de rayos cósmicos de elementos, y también ocasionalmente de bombardeo de neutrones natural.

Transmutación artificial puede ocurrir en maquinaria que tiene la energía suficiente para provocar cambios en la estructura nuclear de los elementos. Máquinas que pueden causar la transmutación artificial incluyen aceleradores de partículas y reactores tokamak. Reactores

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