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Fusión y fisión nuclear
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Fusión y fisión nuclear Fusión y fisión nuclear Presentation Transcript

  • ESTUDIO DE LA FISIÓN Y FUSIÓN NUCLEARAsignatura: Biotecnología.Autor: M. C. Carvajal.ULPGC
  • ÍNDICEPartículas elementales. 1.OBJETIVO. 2.INTRODUCCIÓN. 3.PARTÍCULAS ELEMENTALES. 4.EL NÚCLEO. • Fuerza Nuclear. • Energía de enlace. • Estabilidad Nuclear. • Defecto de masa. • Energía Nuclear. • Desintegración Radiactiva. • Leyes de Soddy. • Velocidad de Desintegración y Semivida. • Familias radiactivas. • Usos de los Radionúclidos. • Reacciones nucleares. 5.Fisión y Fusión. • Fisión Nuclear. • Energía Obtenida por la fisión de un núcleo. • Mecanismos físicos. • Reacciones de Fisión. • Fisión controlada.
  • ÍNDICE 7. ARMAMENTO DE FISIÓN NUCLEAR. • Bomba atómica de Fisión. • Balas de Plata. 8. REACTORES DE FISIÓN NUCLEAR. • Combustible. • Moderador. • Ensamblaje. • Refrigerante. • Tipos de reactores • Generación de Energía. • Investigación. • Convertidor. • Tipos de Reactores Generadores de Energía • LRW • CANDÚ • FBR • HTGBR • BBMK • RBMK • ADS
  • ÍNDICE 9.FUSIÓN NUCLEAR. • Reactor de fusión. • Armas de Fusión nuclear. • La bomba de hidrógeno. 10.ACCIDENTES NUCLEARES. • Accidente Nuclear de CHERNÓBIL. 11.CENTRALES NUCLEARES EN EL MUNDO. 12. TIPOS DE ENERGÍA 13.DEBATE FINAL ENERGÍA DEL FUTURO. 14.BIBLIOGRAFÍA
  • Objetivo.Nuestro Objetivo en el presente trabajo consiste en definir Losmecanismos de Fisión y Fusión Nuclear ,sus aplicaciones einconvenientes, y finalmente generar un debate sobre cual será laenergía del futuro.
  • INTRODUCCIÓN.Se denominan fisión y fusión nuclear a dos procesos nucleares exoenergéticos con importantesaplicaciones. Ambos procesos producen cantidades extraordinariamente elevadas de energía, yambos procesos son básicos en la concepción de los reactores nucleares utilizados en laproducción de energía eléctrica. La fisión es un fenómeno que atañe a los núcleos más pesados(uranio y plutonio principalmente). La fusión, sin embargo, es un proceso que tiene lugar deforma natural en las estrellas. Por eso brillan (emiten fotones) y además emiten otras partículasde gran interés para la astrofísica. A lo largo de este trabajo acerca de la fisión y fusión se haráuna introducción a los mecanismos y reacciones nucleares que tiene lugar en ambos procesos ytambién se trataran los dos usos prácticos más importantes que se extraen de estos dosfenómenos que son la generación de energía con los reactores nucleares y las armas nucleares.En el apartado dedicado a la fusión también se analiza al Sol como reactor termonuclear.
  • INTRODUCCIÓNPropiedades Químicas Distribuciones Electrónicas Núcleos Atómicos Reacciones Nucleares
  • INTRODUCCIÓNReacciones Nucleares • Procesos Acompañados por la liberación de una gran cantidad de energías • Transmutaciones de unos elementos en otros. Reacciones Nucleares Reacción Química Ordinaria• Los elementos pueden transmutarse • No se producen nuevos elementos. en otros • Habitualmente solo participan los • Están implicadas Las partículas del electrones mas externos Núcleo. • Se liberan o absorben pequeñas • Se liberan o absorben grandes cantidades de energía(relativamente) cantidades de energía • La velocidad de reacción no la determinan • La velocidad de reacción es función factores externos de P ,T ,C , Catalizadores.
  • INTRODUCCIÓNCRONOLOGÍA• Edad media : Los alquimistas intentan convertir otrosMetales en oro sin llegar a conseguirlo.• 1896 Henry Becquerel descubre la radioactividad natural(Rayos radioactivos procedentes de un compuesto de uranio).• Un estudio de Ernest Rutherford sobre estos rayosdemuestra la posibilidad de convertir un átomo en otrodiferente mediante desintegración nuclear.• Años mas tarde se demuestra la posibilidad de convertir unelemento en otro al bombardear los núcleos con partículassubatómicas, liberando radioactividad(radioactividad inducida).• 1903 Henry Becquerel-Pierre y Marie Curie premio Nobel de Física por el descubrimiento de la radioactividad natural.• 1911 Marie Curie premio Nobel de Química por el descubrimiento de los nuevos elementosRadioactivos Po y Ra y los compuestos del Ra.• 1935 Irene Joliot Curie- Frederic Joliot premio Nobel de Química por síntesis de un nuevoelemento radioactivo.
  • INTRODUCCIÓNAplicaciones “El descubrimiento de H. Becquerel indujo a varios investigadores a descubrir e investigar nuevos elementos radioactivos. En la actualidad un sinnúmero de elementos radioactivos O radioisótopos tienen importantes usos médicos, agrícolas e industriales” FISIÓN NUCLEAR FUSIÓN NUCLEARDesdoblamiento de un Núcleo pesado Combinación de núcleos LigerosEn otros más ligeros. Para producir uno mas pesado.• En ambos procesos se liberan grandes cantidades de energía• Estos procesos podrían satisfacer nuestras necesidades energéticasfuturas.• La investigación actual se orienta a superar los problemas tecnológicos asociados al uso seguro y eficiente de los reactores de fisión nuclear y al desarrollo de reactores de fusión controlada.
  • Partículas elementales. Partículas Elementales
  • Partículas elementales. 12 PARTÍCULAS ELEMENTALES 4 Tipos de FUERZAS
  • Partículas elementales.
  • Partículas elementales. 12 PARTÍCULAS ELEMENTALES: 6 Tipos de 6 Tipos de Quarks Leptones QUARKS: Partículas que sienten la fuerza nuclear fuerte. La teoría de los Quarks fue elaborada en 1963 por los físicos Murray Gell-Mann y Yuval Neeman. Experimentos realizados en los laboratorios de Fermilab (en EEUU) y CERN (en Ginebra) comenzaron a dar evidencia experimental sobre su existencia. (tienen color:rojo,azul,verde)BARIONES : Combinaciones MESONES : Combinaciones de tres tipos de Quarks de1 Quarks y un Anti quark.
  • Partículas elementales. 12 PARTÍCULAS ELEMENTALES: 6 Tipos de 6 Tipos de Quarks Leptones LEPTÓN: son partículas muy ligeras que siempre interactúan por medio de la fuerza nuclear débil y si tienen carga también sienten la interacción electromagnética, pero nunca sienten la interacción nuclear fuerte. Ejemplos de los leptones son: el electrón, el muon, el tau y el neutrino. ELECTRÓN: Descubierto en MUON : son esencialmente TAUÓN : son esencialmente 1897 por el físico inglés J. J. electrones, pero de masa mucho electrones, pero de masa mucho Thomson (1856 - 1940). Los mayor(200 veces). Los leptones mayor. Los leptones cargados son electrones son partícula con carga cargados son todos negativos. todos negativos. eléctrica negativa que dan origen [μ] [Ʈ] a la electricidad cuando fluyen en un conductor [e- ]NEUTRINO: Significa el neutro pequeñito, lo cual era justamente lo que elfísico Enrico Fermi quería denotar. Un neutrino es una partícula de masa nula(o muy cercana a nula) que no tiene carga y no siente la fuerza nuclear fuerte.Fue propuesto por Wolfgang Pauli en 1930 y descubierto en 1956 por FredReines y Clyde Cowan. En el universo hay muchos neutrinos (250 en cadacentímetro cuadrado del cosmos), pero como éstos no sienten la fuerza nuclearfuerte ni la fuerza electromagnética, es muy difícil detectarlos. En el tiempoque usted demora en leer esta frase, millones de neutrinos han atravesado sucuerpo a la velocidad de la luz. Estas partículas pueden constituir gran parte dela materia oscura del universo. [𝛄 𝐞 ],[𝛄 𝛍 ], [𝛄 𝛕 ]
  • Partículas elementales. 4 Tipos de FUERZAS Nuclear Fuerte Nuclear Débil Gravedad Electromagnética Partículas Portadoras Asociadas(Bosones) Gluon:(tienen BOSONES GRAVITÓN: No FOTÓN: Incluye color como los VECTORIALES: detectado ,es una rayos X, rayos quarks y existen 8) MASIVOS: W + , W - partícula teórica gamma , ondas de , Z 0 , Higgs radio, etc. Bosón de Higgs
  • Partículas elementales. Bosón de Higgs
  • Partículas elementales.¿QUE ES UN BOSÓN DE HIGGS?Es un tipo de partícula elemental que se cree tiene un papel fundamental en el mecanismo por el que seorigina la masa en el Universo. La confirmación o refutación de su existencia es uno de los objetivos delGran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), el mayor y más potente acelerador departículas del mundo que opera el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) en la frontera franco-suiza, cerca de Ginebra.¿POR QUE ES TAN IMPORTANTE EL BOSÓN DE HIGGS? El modelo estándar describe perfectamente las partículas elementales y sus interacciones, pero queda unaparte importante por confirmar, precisamente la que da respuesta al origen de la masa. Sin masa, elUniverso sería un lugar muy diferente. Si el electrón no tuviera masa no habría átomos, con lo cual noexistiría la materia nada.Para explicar esta teoría, varios físicos, entre ellos el británico Peter Higgs, postularon en los años 60 delsiglo XX un mecanismo que se conoce como el campo de Higgs. Al igual que el fotón es el componentefundamental del campo electromagnético y dela luz, el campo de Higgs requiere la existencia de unapartícula que lo componga, que los físicos llaman bosón de Higgs, que da origen a la masa.¿CÓMO FUNCIONA EL CAMPO DE HIGGS?El campo de Higgs sería una especie de continuo que se extiende por todo el espacio, formadopor un incontable número de bosones de Higgs. La masa de las partículas estaría causada poruna «fricción» con el campo de Higgs, por lo que las partículas que tienen una fricción mayorcon este campo tienen una masa mayor.
  • NÚCLEO ATÓMICO(Partículas Elementales)
  • INTRODUCCIÓNEl Núcleo Atómico
  • NÚCLEO ATÓMICO.El núcleo atómico • Los átomos están formados por el núcleo y la corteza. • En el núcleo se encuentran los protones y neutrones. • En la corteza se encuentran los electrones. La coexistencia de protones y neutrones en el núcleo atómico es debido a un proceso de neutralización de las cargas internas de unos y otros. Neutrones y protones son partículas Compuestas y las caracterizaremos a continuación
  • NÚCLEO ATÓMICO(El Neutrón)El núcleo atómicoNeutrón :Es una partícula subatómica sin carga neta, presente en el núcleo atómico deprácticamente todos los átomos, excepto el protio. Aunque se dice que el neutrón no tienecarga, en realidad está compuesto por tres partículas fundamentales cargadasllamadas quarks, cuyas cargas sumadas son cero. Por tanto, el neutrón es un barión neutrocompuesto por dos quarks de tipo abajo, y un quark de tipo arriba. Propiedades Propiedades Composición Quark:1up,2 Teorizada Quark:1up,2do down down Grupo Hadrón Descubierta James Chadwick 1932 Antipartícula Antineutrón Dipolo eléctrico Antineutrón Masa 1,674 927 29 (28)×10−27kg Carga Eléctrica 0Fuera del núcleo atómico, los neutrones son inestables, teniendo una vida media de 15 minutos(885,7 ± 0,8 s); cada neutrón libre se descompone en un electrón , un antineutrino y un protón .Su masa es muy similar a la del protón, aunque ligeramente mayor.
  • NÚCLEO ATÓMICO (Propiedades del Neutrón)El núcleo atómico FISIÓN NUCLEAR: El proceso fundamental que conduce a la producción de energía • Masa 1,00137 >m protón nuclear es la fisión de un • Protón + neutrón=Nucleón • Masa 1 838,4 veces > m electrón núcleo de uranio originado por un • Partícula eléctricamente Neutra neutrón: en la fisión el núcleo se escinde en dos partes y alrededor de tres neutrones por término medio (neutrones rápidos); los fragmentos resultantes de la escisión emiten, además otros neutrones. Los neutrones son fundamentales en las reacciones nucleares: una reacción en cadena se produce cuando un neutrón causa la fisión de un átomo fisible, produciéndose un mayor número de neutrones que causan a su vez otras fisiones. Según esta reacción se produzca de forma controlada o incontrolada se tiene lo siguiente: *En el núcleo el número de neutrones es Reacción incontrolada: sólo se produce constante. cuando se tiene una cantidad suficiente * Fuera del Núcleo se desintegra con de combustible nuclear -masa crítica-; una vida media de 1000 s , liberando un fundamento de la bomba nuclear. protón, un electrón y un neutrino. Reacción controlada: mediante el uso de un moderador en el reactor nuclear; fundamento del aprovechamiento de la energía nuclear.
  • El núcleoATÓMICO(El Protón)NÚCLEO atómico • Masa 1,836>m electrón • Carga= +1,6 × 10-19 C • Vida media=1035 años • 2 quarks up,1 quark down • Teorizada por William Proust (1815) • Descubierta por Ernest Rutherford (1919) *El número de protones en el núcleo determina las propiedades químicas del átomo *Los protones se repelen entre sí, pero están agrupados por la acción de la fuerza nuclear, que a ciertas distancias es superior a la acción de las fuerzas electromagnéticas *Cuando el átomo es grande como el de uranio, la repulsión electromagnética puede desintegrarlo. • Partículas compuestas por 3 quarks de spin ½. • Los quarks están unidos por una fuerza nuclear fuerte mediada por Gluones. • m quarks=5%masa del protón. • 95%m protón= mar de Gluones+ pares de quarks- Anti quarks
  • Núcleo Atómico.El núcleo atómicoNÚCLIDO: Este término se utiliza para referirse a las diferentes formas atómicas de todos loselementosISÓTOPO: Son los átomos que tienen el mismo número atómico, pero distinto número másico..El símbolo de un Núclido para un elemento es 𝐀 𝐗 ,Donde A es el numero másico Z el número 𝐙atómico y X el símbolo del elemento . Por ejemplo para el uranio 235 su símbolo será: 𝟐𝟑𝟓 𝐔 𝟗𝟎Los Isótopos son los átomos que tienen el mismo número atómico y diferente numero másico,por ejemplo 𝟏 𝑯 𝟐 𝑯 𝟑 𝑯 𝟏 𝟏 𝟏
  • INTRODUCCIÓNEl núcleo atómicoLa masa de un átomo es tan pequeña que para medirla no se utiliza el gramo ,sino la unidad demasa atómica (u.m.a),definida como la doceava parte de la masa de un átomo de carbono 12 ( 𝟏𝟐 𝑪 𝟔 1u= 1,6605*10-27 𝑲𝒈
  • INTRODUCCIÓNFUERZA NUCLEAR EL núcleo de los átomos esta formado por los protones cargados positivamente y losneutrones que no están cargados. Las fuerzas repulsivas entre las cargas de los protones haríanque el núcleo fuera inestable. Esto no ocurre porque la fuerza eléctrica se equilibra con lafuerza nuclear que definimos a continuación.• Es de corto alcance, su radio de acción es de unos 10-15 m. Esta longitud también es conocida Como femtómetro o fermi.• Es atractiva y no depende de la carga. Se ejerce entre protones-protones , protones-neutrones, Neutrones- neutrones. A distancias mayores que la del núcleo se hace repulsiva.• Su intensidad es muy elevada,100 veces mayor que la fuerza electromagnética.
  • ENERGÍA DE ENLACE.• La masa de cualquier núcleo siempre es inferior a la suma de las masas de los nucleones que loForman . La diferencia entre los dos números se conoce como defecto de masa(Δm).• El equivalente en energía del defecto de masa, que se libera cuando se forma el núcleo , recibeel nombre de energía de enlace, que se define como:• La energía de enlace de un núcleo es la energía liberada en la formación de este a partir de losNucleones libres, o la necesaria para disgregar un núcleo y separar sus nucleones.• Si se divide la energía de enlace de un núcleo por el número de nucleones que lo formanObtenemos la energía de enlace por nucleón.• Esta ultima esta relacionada con la estabilidad de los núcleos. Un núcleo será mas establemientras mayor sea la energía que haga falta comunicarle para que los nucleones dejen de estarligados entre sí. Esta energía coincide con la energía que se libero cuando se forma el núcleo apartir de nucleones libres.
  • INTRODUCCIÓNESTABILIDAD NUCLEAR. • En esta gráfica representamos el número de neutrones N vs numero de protones Z. • La banda de estabilidad nuclear para elementos de numero atómico < 20 esta en la bisectriz porque N=Z. • Para elementos con numero atómico >20 la banda de estabilidad se va por encima de la bisectriz de forma escalonada, porque los núclidos tienen mayor numero de neutrones que de protones. En este caso el exceso de neutrones evita las fuerzas repulsivas entre protones. • La mayoría de núclidos radioactivos está fuera de la banda de estabilidad. http://lectureonline.cl.msu.edu/~mmp/kap30/Nuclear/nuc.htm
  • Defecto de masa(Δm)INTRODUCCIÓNExperimentalmente podemos observar que la masa de un núcleo obtenida de formaexperimental, es siempre menor a la suma de las masas de sus partículas constituyentes.Aunque conocemos que el defecto de masa es un fenómeno que tiene origen nuclear no tienenada que ver con los electrones, las tablas de masa de isótopos los incluyen por eso losincluiremos nosotros. Δm=Σm 𝒑+ , 𝒆− , 𝒏 𝟎 -masa real del átomo La masa de un núcleo es menor que la de sus nucleones libres, esto nos indica que el núcleo es mas estable que sus partículas libres. ¿Qué ha ocurrido con la masa que representa este defecto?¿Donde fue a parar? Teoría de la relatividad E=m*c21905 • Materia y energía son equivalentes. • La materia puede transformarse en energía • La energía puede transformarse en materia.
  • Transformación de materia en energía Transformación de energía en materia 1939Fisión nuclear controlada La transformación de energía en materia no se ha conseguido a gran escala.
  • INTRODUCCIÓN ENERGÍA DE ENLACE. E=m*c2 Donde: • E=energía liberada. • m=Masa de materia transformada en energía. • c=velocidad de la luz en el vacío[2,997925*108 m/s]Para realizar el cálculo de la energía de enlace de un núcleo Eb , será necesario tener en cuentael defecto de masa que antes habíamos definido como: Δm=Σm 𝒑+ , 𝒆− , 𝒏 𝟎 -masa real del átomo Eb= Δm*c2 Energía de enlace de un núcleo Si la energía antes obtenida la dividimos por el número de nucleones(numero másico A) Obtenemos la energía media de enlace por nucleón: 𝐄𝐛 𝐀 𝐄 Se define la energía media de enlace por nucleón 𝐀𝐛 como la energía que se libera al añadir a un núcleo uno de sus nucleones constituyentes . Esta energía es la medida objetiva de la estabilidad energética de un núcleo.
  • INTRODUCCIÓNENERGÍA DE ENLACE. • Se ha representado la energía de enlace por nucleón frente al numero másico A observamos lo siguiente: • Las energías de enlace por nucleón aumentan rápidamente con el aumento del numero másico(zona 1). • El valor máximo se observa para un numero másico de 56, que corresponde con el núcleo 𝟓𝟔 𝐅𝐞, que 𝟐𝟔 es el más estable de la naturaleza. • Los núcleos más estables(Zona2) están comprendidos entre A=40 y A=80,pues a ellos corresponden los valores mas altos de energías. Se necesitarían grandes cantidades de energías para separar esos núcleos en sus en sus neutrones y protones constituyentes. Aunque los núcleos antes mencionados sean los mas estables, todos los núcleos son establesfrente a su completa descomposición en protones y neutrones , porque todos (excepto 𝟏 𝑯)tienen defecto de masa. En otras palabras el equivalente en energía del Δm está presente entodos los núcleos(excepto 𝟏 𝑯) energía Que debe ser superada para separar cada núcleo en susnucleones constituyentes.
  • INTRODUCCIÓNENERGÍA DE ENLACE. • Zona 3: Podemos observar que con un aumento del numero másico por encima de 110 hay una disminución de la energía de enlace hasta 7,.. MeV y A=235 correspondiente con el uranio. Esta zona de baja energía y alta masa tendrá una tendencia natural a perder ma sa y ganar energía para llegar a la zona de estabilidad (fisión).
  • INTRODUCCIÓN RADIOACTIVADESINTEGRACIÓN Descubre la radiactividad: Observa experimentalmente como una sal de uranio dejaba grabada una imagen en papel fotográfico1896 Radiactividad: Desintegración espontánea de núcleos pesados Inestables. La radiactividad es una propiedad característica del núcleo, si una sustancia radiactiva reacciona químicamente con otra, la radiactividad permanece. Desintegración Radiactiva Radiación α Radiación β Radiaciónγ (Ondas electromagnéticas de (Núcleos de He) (e-) alta frecuencia)
  • DESINTEGRACIÓN RADIOACTIVAINTRODUCCIÓN
  • INTRODUCCIÓN RADIOACTIVA DESINTEGRACIÓNDesintegración α: Se presenta en los núcleos de elementos con un número atómico muy grande.Desintegración β: Es propia de núcleos que tienen muchos nucleones . El electrón emitido noestá en el interior del núcleo sino que se origina de la siguiente forma: 𝒏 𝟎 → 𝒑+ + 𝒆− + 𝒗Desintegración γ: Un núcleo excitado pasa al estado fundamental emitiendo radiación electro_magnética.nota: Al igual que ocurre en la corteza atómica con los electrones ,los protones y neutronesse encuentran en los núcleos en determinados niveles energéticos, cuando están en otrosniveles de mayor energía se dice que el núcleo está excitado. Un núcleo vuelve a su estadofundamental emitiendo energía en forma de onda electromagnética, igual a la diferenciade energía existente entre un nivel y otro.Las desintegraciones anteriores y las reacciones nucleares se escriben en forma de ecuaciónquímica. Ejemplo: La desintegración de uranio 𝟐𝟑𝟖 𝐔 cuando emite una partícula α: 𝟗𝟐 𝟐𝟑𝟖 𝟐𝟑𝟒 𝟒 𝟗𝟐 𝐔→ 𝟗𝟎 𝐓𝐡 + 𝟐 𝐇𝐞
  • INTRODUCCIÓNEn una reacción nuclear se cumple lo siguiente:• El número de nucleones se conserva: La suma de los superíndices de los núcleos situados a la izquierda de la flecha debe ser igual a la suma de los que se encuentran a la izquierda.• La carga se conserva: El subíndice de la representación simbólica de un núcleo indica su carga por tanto la suma de los subíndices de la izquierda debe ser igual a la suma de los de la derecha.• También se conservan la masa ,energía y cantidad de movimiento.Ejemplo: En la siguiente desintegración: 𝟐𝟑𝟖 𝟐𝟑𝟒 𝟒 𝟗𝟐 𝐔→ 𝟗𝟎 𝐓𝐡 + 𝟐 𝐇𝐞• Se conservan los nucleones: 238=234+4• Se conserva la carga: 92=90+2
  • INTRODUCCIÓNLeyes de SoddyCuando un núcleo radiactivo se desintegra ,emite radiaciones alfa, beta y gamma y se convierteen otro núcleo diferente del original .Las leyes de Soddy o del desplazamiento radiactivo permitendeducir el núcleo formado. • Desintegración α: • Desintegración β: • Desintegración γ:
  • INTRODUCCIÓN Desintegración α:Leyes de Soddy
  • INTRODUCCIÓNLeyes de Soddy Desintegración β:
  • INTRODUCCIÓN Desintegración γ:Leyes de Soddy
  • INTRODUCCIÓNDesintegración y Semivida.Velocidades de • Los radionúclidos tienen estabilidades diferentes y se desintegran a velocidades diferentes. • Algunos de desintegran casi completamente en una fracción de segundo y otros después de millones de años. • Las velocidades de todas las desintegraciones radiactivas son independientes de la temperatura y siguen una cinética de primer orden.Donde Si designamos una variable N como el numero de A :es la cantidad de desintegraciones por unidad de tiempo obtenemos:radionúclido de interés en ladesintegración.a :es el coeficiente El tiempo de vida medio o semivida: es el tiempoestequiométrico en necesario para que reaccione la mitad de ladesintegraciones radiactivas es muestra original.siempre igual a la unidad Para una cinética de primer orden:porque cada átomo sedesintegra de formaindependiente.
  • INTRODUCCIÓNDesintegración y Semivida.Velocidades de
  • INTRODUCCIÓNFamilias Radiactivas.
  • Familias Radiactivas.INTRODUCCIÓN
  • Uso de los radionúclidosINTRODUCCIÓN Datación radioactiva Usos Médicos Usos Agrícolas Usos Industriales • Trazadores radiactivosTécnica del 14C (solo seusa para datación de • Determinación de laobjetos de menos de Precisión en la fabricación50 000 años • Radiación de Cobalto (tratamiento de tumores)Transmutación Artificial • Trazadores radiactivosDe nuevos elementos Rayos γ • Conservación de alimentos • Sustitutivo del DDT
  • INTRODUCCIÓN Uso de los radionúclidos
  • INTRODUCCIÓNUso de los radionúclidosFamilias Radiactivas.
  • INTRODUCCIÓNUso de los radionúclidos
  • INTRODUCCIÓNReacciones Nucleares.
  • INTRODUCCIÓNReacciones Nucleares.
  • Reacciones Nucleares.INTRODUCCIÓN
  • INTRODUCCIÓNFisión nuclear
  • INTRODUCCIÓNFusión Nuclear.
  • FISIÓN NUCLEAR
  • INTRODUCCIÓNEvolución Histórica.• El desarrollo de la Física Nuclear ocurrió con mucha velocidad en la décadade 1930.• James Chadwick 1932: descubrimiento del neutrón• Se estudian los efectos de la exposición de varios núcleos a los neutrones. Enrico Fermi y colaboradores ( Italia) (Fermi 1938 Nobel descubrimiento de la emisión β)• A continuación se hizo uso de esta técnica para aumentar el numero atómico y producir elementos transuránicos.• Hahn (Premio Nobel de química en 1944) y Strassmann advirtieron la existencia de la fisión inducida por neutrones, una reacción exoenergética que, al existir la posibilidad de reacción en cadena, se convirtió en una reacción que tiene aplicaciones practicas como fuente de energía y que posibilito la realización de reactores de fisión.• Cuando a principios de 1939 se verifico que se emitían neutrones en el proceso de fisión, y que al parecer eran suficientes como para mantener una reacción en cadena en una “pila” de uranio y gr´afito1. Este trabajo fue liderado por Fermi, que se traslado a los Estados Unidos, y culmino en el desarrollo del primer reactor nuclear operativo, el 2 de Diciembre de 1942, en Chicago.
  • INTRODUCCIÓNEvolución Histórica.• Debido al momento en el produjo el desarrollo de la fisión nuclear los primeros objetivos fueron de carácter bélico, como la producción de plutonio-239 (239Pu), que era considerado un material apropiado para una bomba de fisión.• El primer uso de reactores nucleares para producción de energía fue desarrollado por la U.S. Navy para sus flotas de submarinos en 1953.• EL primer reactor “civil” se construyo en Shippingport, Pennsylvania y se puso en funcionamiento en 1957. Tenía una capacidad inferior a 100MW y era un reactor de agua ligera.• A partir de este momento se produjo un rápido crecimiento en el numero de reactores operativos, en 1960 ya se encontraban en funcionamiento 14 reactores en los Estados Unidos.• En noviembre de 2003 estaban operativos 440 reactores nucleares para la producción eléctrica, con una capacidad total de 360 GWe.
  • Fisión nuclear Cuando un núcleo se fisiona se divide en varios fragmentos más pequeños. Estos fragmentos, o los productos de la fisión, son aproximadamente la mitad de la masa original. Dos o tres neutrones también se emiten. La suma de las masas de estos fragmentos es menor que la masa original. Esta masa que falta (cerca de 0,1 por ciento de la masa original) se ha convertido en energía según la ecuación de Einstein. La fisión puede ocurrir cuando un núcleo de un átomo pesado captura un neutrón, o puede suceder espontáneamente.
  • Fisión nuclear Reacción en cadena: Una reacción en cadena se refiere a un proceso en el cual los neutrones liberados en una fisión producen una fisión adicional en por lo menos un núcleo más. Este núcleo nuevamente produce neutrones y la repetición del proceso. El proceso puede ser controlado (energía atómica) o incontrolado (las armas nucleares). Si cada neutrón produce dos más neutrones, entonces el número de fisiones se dobla cada generación. En ese caso, en 10 generaciones hay 1024 fisiones y en 80 generaciones cerca de 6 x 10 23 fisiones (un mol).
  • Fisión nuclear controlada. Para mantener una reacción controlada mantenida, por cada 2 o 3 neutrones producidos, solamente uno se debe permitir chocar con otro núcleo de uranio. Si esta relación de transformación es menor de uno entonces la reacción morirá; si es mayor de uno crecerá incontroladamente (una explosión atómica). Las reacciones nucleares se controlan por un material absorbente de neutrones, tal como grafito.
  • Uranio y Plutonio. Uranio Mineral Los científicos sabían que el isótopo más común, uranio 238, no era conveniente para un arma nuclear. Hay una probabilidad bastante alta de que un neutrón incidente sea capturado para formar uranio 239 en vez de causar una fisión. Sin embargo, el uranio 235 tiene una alta probabilidad de fisión. Del uranio natural, solamente 0,7% es uranio 235. Esto significó que se necesitaba una gran cantidad de uranio para obtener las cantidades necesarias del uranio 235. Además, el uranio 235 no se puede separar químicamente del uranio 238, puesto que los isótopos son químicamente similares. Hubo que desarrollar métodos alternativos para separar los isótopos. Éste fue otro problema que los científicos del proyecto Manhattan tuvieron que solucionar antes de que la bomba pudo construirse. La investigación también había predicho que el plutonio 239 tendría una alta probabilidad de fisión. Sin embargo, el plutonio 239 no es un elemento que exista naturalmente y tendría que ser fabricado. Los reactores
  • Energía obtenida por la fisión de un núcleo. 𝟐𝟑𝟓 𝟗𝟐 𝐔 + 𝐧 𝟎 → 𝐅𝐢𝐬𝐢ó𝐧 + 𝟑 𝐧 𝟎 + 𝟐𝟎𝟎𝐌𝐞𝐕 • 165 MeV Energía Cinética de los Productos de Fisión. • 7 MeV Rayos Gamma. • 6 MeV Rayos Gamma emitidos por los productos de fisión. • 6 MeV Energía de los Productos de Fisión. • 9 MeV Antineutrinos. • 200 MeV Total 1MeV =1609 * 𝟏𝟎−𝟏𝟑 𝑱𝒐𝒖𝒍𝒆𝒔.
  • Mecanismo Físico y reacciones de Fisión. La fisión tiene resultado en principio por la competencia entre las fuerzas coulombianas y nucleares en los núcleos pesados. La energía de ligadura debida a la fuerza nuclear crece aproximadamente en proporción a A , mientras que la fuerza de repulsión coulombiana entre los protones crece mas rápido, como 𝐙 𝟐 . Si pensamos en los núcleos pesados vemos que estos se encuentran muy cerca del extremo de la barrera de potencial, el potencial coulombiano es entonces muy fino y fácil de atravesar. La fisión ocurre entonces de forma espontánea . Veamos un ejemplo: 𝟐𝟑𝟖 𝟗𝟐 𝐔 + 𝐧 𝟎 → 𝟐 𝟏𝟏𝟗 𝐏𝐚 𝟒𝟔 En este caso el núcleo de uranio se escinde en dos núcleos que tendrán aproximadamente la mitad del numero másico. Como la energía por nucleón de uranio es aproximadamente de 7.6 MeV y la energía por nucleón del paladio es de 8.5 MeV, hacemos un balance energético: ∆𝐄 = 𝐄 𝐢𝐧𝐢𝐜𝐢𝐚𝐥 − 𝐄 𝐟𝐢𝐧𝐚𝐥 ≅ 𝟐𝟑𝟖 𝟖, 𝟓 − 𝟕, 𝟔 = 𝟐𝟏𝟒 𝐌𝐞𝐕 La reacción es exotérmica, deprendiéndose 214 MeV, que aparece en su mayoría (80 %)en forma de energía cinética de los fragmentos desprendidos. El hecho de que le desintegración por fisión sea posible no quiere decir sea probable; en el caso del 𝟐𝟑𝟖 𝐔 es 𝟗𝟐 mucho más probable una desintegración α.
  • Mecanismo Físico y reacciones de Fisión. 𝟐𝟑𝟖 𝟗𝟎 𝟏𝟒𝟓 𝟗𝟐 𝐔→ 𝟑𝟓 𝐁𝐫 + 𝟑𝟓 𝑳𝒂 + 𝟑𝒏 𝑲𝒇 = 𝟑 ∗ 𝟏𝟎−𝟐𝟒 𝒔−𝟏 𝟐𝟑𝟖 𝟐𝟑𝟒 𝟗𝟐 𝐔→ 𝟗𝟎 𝐓𝐡 +∝ 𝐊 ∝= 𝟓 ∗ 𝟏𝟎−𝟏𝟖 𝒔−𝟏 La fisión espontanea representa por tanto una fracción 6 × 10−7 de los casos. La fisión no se convierte en un proceso de desintegración significativo hasta que trabajamos con núcleos de masa superior a 250 u.m.a. En la figura 1 podemos observar como para los elementos de masa cercana a la del uranio el balance energético es positivo al fisionarse en dos elementos cuya masa sea aproximadamente la mitad. Como ya hemos visto en el ejemplo y en la grafica 1 la fisión espontanea es posible pero poco probable. Si deseamos qué esta tenga lugar debemos de activar la fisión, bombardeando el núcleo pesado con neutrones térmicos, que son neutrones con una energía cercana a 0.025 eV (el equivalente de kT para la temperatura ambiente). La reacción típica es: 𝟐𝟑𝟓 𝟗𝟑 𝟏𝟒𝟏 𝒏+ 𝟗𝟐 𝐔→ 𝟑𝟕 𝐑𝐛 + 𝟓𝟓 𝑪𝒔 + 𝟐𝒏
  • Mecanismo Físico y reacciones de Fisión. Se da la circunstancia de que el 236U que se forma tras la captura electrónica tiene una energía de excitación; Eexc = 6, 5MeV , que es superior a la energía de excitación necesaria para superar la barrera de fisión, que es de Ef = 6, 2MeV . En la figura2 observamos la variación de la energía de fisión con el numero másico y podemos ver que para núcleos con A 300 se convierte en el efecto dominante.
  • Reacciones de Fisión Controlada.Consideremos una cantidad grande de uranio, que de momento asumiremos tiene lacomposición normal (0,72% 235U, 99,28% 238U). Un proceso aislado de fisión producirá, enpromedio, 2.5 neutrones. Cada uno de estos neutrones de segunda generación será capaz deproducir otra fisión que seguirá produciendo neutrones y así sucesivamente. Cada una de estasreacciones desprende aproximadamente 250MeV. Definiremos el factor de reproducción deneutrones k1, este factor da el numero de neutrones térmicos pasan de una reacción a la otra.Para que una reacción en cadena tenga continuidad es necesario que k1 >=1. Aunque quetenemos una media de 2.5 neutrones emitidos por fisión, son neutrones rápidos, para los quesabemos que la sección eficaz es pequeña. Es por tanto ventajoso moderar la velocidad de estoshasta llegar a la velocidad térmica. En este proceso de frenado los 2.5 neutrones emitidospueden llegar a ser menos que uno. La mejor forma de frenar los neutrones con conexioneselásticas con núcleos ligeros, a los cuales los neutrones transfieren mucha energía. La elecciónmás popular como moderador es carbón en forma de bloques de grafito. Una estructura debloques de uranio alternado con bloques de grafito es lo que se llama pila 4. Esta pila tendrátres estados posibles:• 𝐾∞ = 1, 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑐𝑟í𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑒𝑛 𝑐𝑎𝑑𝑒𝑛𝑎 .• 𝐾∞ <1 , masa Subcrítica (se apaga la reacción).• 𝐾∞ >1, Masa Supercrítica(Explosión nuclear)
  • ARMAMENTO DE FISIÓN NUCLEAR
  • LA BOMBA ATÓMICA
  • Bomba atómica.Por "fisión" o división, es como se produjo la Bomba Atómica, de uranio que estalló enHiroshima en 1945: Se produce bombardeando el núcleo con electrones en el "ciclotrón",produciendo la división del núcleo, con la consiguiente desintegración del átomo, y la "reacciónen cadena" la cual si no es controlada se produce una bomba atómica que produce ladesintegración de los átomos vecinos casi instantáneamente pueden estallar trillones de átomosbombardeados por los neutrones liberados en las explosiones de sus respectivos vecinos. CICLOTRÓN: Acelerador de partículas o quebrador de núcleos. Consiste en dos electrodos huecos en forma de D, evacuados Entre dos polos de un electroimán.Aunque muchos de los detalles de la construcción de explosivos de fisión son secretos,basándonos en las dimensiones físicas conocidas podemos estimar que el material fisible ocupauna esfera de unos 10cm de diámetro y tiene por tanto una masa de unos 10Kg.
  • Esencialmente, el diseño de esta bomba consistió en un cañón que encendió una masa del uranio 235 en otra masa del uranio 235, creando así una masa supercrítica. Un requisito crucial era que los pedazos sean reunidos en un tiempo más corto que el tiempo entre fisiones espontáneas. Una vezBomba tipo Little Boy (Hiroshima) que los dos pedazos de uranio se reúnan, el iniciador introduce una explosión de neutrones y la reacción en cadena comienza, continuando hasta que la energía entregada llega a ser tan grande que la bomba simplemente explota. . Los efectos de una explosión son de varias categorías: • La explosión en sí. • La radiación en forma de calor (bola de fuego). • La radiación nuclear directa.Bomba tipo implosión Posterior a la II G.M. • La radiación nuclear indirecta.
  • Bomba atómica.EXPLOSIÓN: La explosión directa de una arma nuclear puede considerarse como un frente deonda esférico que se expande rapidamente transportando un súbito incremento y descensoinmediatamente posterior de la presión de aire. La densidad de energía de esta onda esférica 1decrece como 𝑟 2, pero incluso a la distancia de un kilometro de una explosión de 20 kilotones,el incremento en la presión es del orden de una atmósfera, suficiente como para destruiredificios de ladrillos. A dos kilómetros la presión solo es de unas 0.25 atmosferas, suficientecomo para destruir edificios de madera y para lanzar escombros a unos 150 km/h. 1RADIACIÓN DE CALOR: La radiación de calor también decrece como 𝑟 2 por ser una onda, peroademás también decrece exponencialmente debido a la absorción de la atmosfera. A doskilómetros de nuestra explosión de 20 kilotones, la onda de calor (que tarda unos dos segundosen llegar después de la explosión) es suficiente como para provocar quemaduras de tercergrado e incendiar materiales inflamables como la madera y la ropa. Un efecto indirecto de lagran cantidad de fuegos producidos por esta radiaciones la “tormenta de fuego”, en la que elcalor producido por los fuegos crea un viento raso que incrementa la intensidad y propagaciónde los incendios. (Este efecto también se da en los bombardeos masivos con armasconvencionales)
  • Bomba atómica. 1RADIACIÓN NUCLEAR DIRECTA: Son neutrones y que también decrecen como 𝑟 2 yexponencialmente, y la distancia en la que se recibirían dosis letales de radiación esaproximadamente la misma a la que se reciben daños letales por explosión o quemadura.Incluso las dosis más pequeñas recibidas a mayores distancias pueden tener efectos a largoplazo, que incluyen el aumento de casos de cáncer, leucemia y malformaciones.RADIACIÓN NUCLEAR INDIRECTA: Los productos radiactivos de la fisión son vaporizados en laexplosión y caen al suelo como una lluvia radiactiva. Parte de este material puede sertransportado, como una nube de vapor, a gran altura en la atmosfera. Esta “nube” deradiactividad puede circular en la parte superior de la atmosfera durante un año o más ygradualmente vuelve a caer al suelo. Algunos productos de poca vida media se desintegrandurante ese tiempo, pero otros como el isotopo 90Sr permanecen aún. Este isotopo esespecialmente peligroso porque al ser químicamente similar al calcio se concentra en los huesosy produce cáncer óseo.
  • Bomba atómica.• Segunda Guerra Mundial(1945) la guerra en Asia y en Pacífico se caracterizó por la férrea defensa que tuvieron los japoneses.• El 5 de abril, la Unión Soviética declaró inválido el Pacto de Amistad que tenía con Japón, entrando en guerra con ese país, ya virtualmente vencido.• El 6 de agosto, la aviación estadounidense lanzó la primera bomba atómica sobre la ciudad japonesa de Hiroshima, destruyendo totalmente la población causando más de cien mil víctimas.• El 8 de agosto fue arrojada sobre Nagasaki otra bomba atómica, de efectos aún más destructores que la primera. L• os gobernantes japoneses, anonadados por la magnitud de tales desastres, solicitaron la paz el 15 de agosto.• El 2 de septiembre, a bordo del acorazado estadounidense Missouri, fondeado en la bahía de Tokio, Japón firmó su rendición incondicional. La bomba de Nagasaki con una potencia de 21 kilotones de dinamita generó niveles de explosión y calor que no pueden compararse con las producidas por las armas convencionales. Además del feroz viento de la explosión y el calor radiado, se liberó radiación. Se piensa que de toda la energía producida fueron 50% de explosión, 35% de calor y 15% de radiación.
  • Bomba atómica. Tabla resumen impacto de bombas Atómicas.
  • Bomba atómica. Aparte de todos los que murieron con la explosión misma, los efectos de la bomba atómica no quedaron ahí. La caída de la bomba crea otros peligros : La lluvia que sigue a cualquier explosión atómica, está cargada de partículas radiactivas y muchos sobrevivientes a las explosiones en Hiroshima y Nagasaki, sucumbieron al envenenamiento causado por esa radiación. También se habla de lesiones oculares, problemas hepáticos, problemas epidémicos, lesiones en los aparatos genitales, etc. (Por las altas temperaturas, vientos huracanados y la cantidad de energía que poseía la bomba) Hubo mucha gente que moría años después del incidente. Gente que, según lo cerca que estaba del epicentro del desastre había quedado señalado por la radiación. Caída del cabello por Los que estaban más cerca del epicentro no La exposición a la lluvia tardaron mucho en morir, pero también es radiactivo verdad que los más "afortunados" tuvieron que malvivir durante años, con llagas, quemaduras y demás, hasta que les llegó la hora. La detonación tiene también otro efecto letal escondido, que afecta a las generaciones futuras de todos los que la sobreviven. La leucemia está entre las mayores afecciones que son transmitidas a los descendientes de los supervivientes.
  • Proyectiles de Uranio empobrecido
  • ARMAMENTO NUCLEAR(Balas de Uranio Empobrecido) Estreno: *Guerra del Golfo *En 1991Pero a la par que tiene formidables *Estados Unidos Bala de plata: considerado elcapacidades bélicas, el uranio campeón de las municiones.empobrecido es responsabilizado *Alta densidad.por temibles efectos ambientales. *Bajo coste. Permite a un tanque disparar Se considera 40 por ciento desde lejos con un imponente menos radioactivo que el poder de penetración y uranio natural, pero de mantenerse fuera del fuego similar toxicidad química. enemigo. Richard Muller, profesor del Departamento de Física de la Universidad de Berkeley, California: Al impactar el objetivo, el uranio empobrecido no sólo no explota como en el caso del tungsteno (también utilizado en proyectiles), sino que arde nuevamente al atravesar el blanco e incrementa así su poder destructivo..
  • ARMAMENTO NUCLEAR(Balas de Uranio Empobrecido)
  • ARMAMENTO NUCLEAR(Balas de Uranio Empobrecido)El uranio empobrecido (o desgastado) es un subproducto del proceso de enriquecimiento al quese somete al metal con el fin de producir combustible para reactores nucleares y componentesde armas atómicas.Los iraquíes culpan al metal por la infertilidad de sus tierras y el incremento en índices decáncer, leucemia infantil, abortos y malformaciones entre la población, mientras que losveteranos de guerra estadounidenses consideran que es la causa del llamado Síndrome delGolfo, una misteriosa serie de enfermedades crónicas.”No fui advertido sobre el uranio empobrecido, ni sobre sus potenciales riesgos”, dijo aTierramérica Doug Rokke, doctor en física de la salud, quien asegura ser víctima del Síndromedel Golfo, expresado en daños a su sistema respiratorio y renal, y problemas de visión.Rokke, miembro del Comando de Medicina Preventiva de la Armada estadounidense, fueenviado a la guerra del Golfo Pérsico en 1991 con una sola consigna: que sus tropas regresarancon vida. Tenía la tarea de preparar a los soldados para responder a un posible ataque nuclear,biológico y químico. Sin embargo, afirma, su propia salud resultó comprometida."El riesgo de exposición es por la toxicidad química y no por radiación", dijo a Tierramérica SteveFetter, catedrático de la estadounidense Universidad de Maryland y experto en armas nuclearesy radiológicas. Cuando el metal arde, luego de penetrar su objetivo, se producen óxidos deuranio, poco solubles en agua o en fluidos corporales, señaló Fetter. Estos pueden permaneceren el aire en altas concentraciones y ser inhalados por personas en el sitio del ataque. Tambiénse mantienen en el suelo y pueden contaminar a través de la ingestión (niños jugando con tierrao arena, por ejemplo).
  • ARMAMENTO NUCLEAR(Balas de Uranio Empobrecido)Según el Pentágono (Departamento de Defensa de Estados Unidos), las fuerzas estadounidensesdispararon durante la operación Tormenta del Desierto 320 toneladas de municiones desde susaviones A-10, unas 50 toneladas desde los tanques M1-Abrams y once toneladas desde tanquesy aviones AV-8, el mismo tipo de armamento presente esta vez en Iraq, sólo que con muchomayor poder de fuegoEl uranio empobrecido fue usado en los Balcanes, en la década pasada. Un informe delParlamento Europeo estima que se dispararon alrededor de tres toneladas de uraniodesgastado en Bosnia y 10 toneladas en Kosovo en ataques aire-tierra.El Pentágono reconoce que durante la guerra del Golfo, el uranio desgastado podría haberentrado al organismo de soldados expuestos por inhalación de óxidos, ingestión del polvo oheridas causadas por fragmentos del metal que salen disparados dado el impacto del proyectil
  • ARMAMENTO NUCLEAR(Balas de Uranio Empobrecido)
  • El Reactor de Fisión Nuclear.
  • El reactor en una planta de energía nuclear hace lo mismo que hace una caldera en una planta de combustibles fósiles - que produce calor. Las partes básicas de un reactor son el núcleo, un moderador, las barras de control, un refrigerante, y el blindaje. El núcleo de un reactor contiene el combustible de uranio. Para un reactor de agua ligera El Reactor de Fisión NuclearLas grandes plantas generadoras eléctricas que proporcionan la con una potencia . de 1.000 megavatios, el núcleo podríamayor parte de nuestra electricidad todo el trabajo en el mismo contener alrededor de 75 toneladasprincipio - son motores gigantes de vapor. Las centrales eléctricas de uranio encerrados enutilizan el calor suministrado por un combustible para hervir agua y aproximadamente 200 conjuntos deproducir vapor, que mueve un generador para producir combustible.electricidad. Una planta de generación de combustible, ya sea que loes el carbón, gas, petróleo o uranio, calienta el agua y la convierte envapor. La presión del vapor hace girar las aspas de un ventiladorgigante de metal giratorio llamado una turbina. Eso turbina hacegirar el eje de un generador enorme. En el interior del generador,rollos de alambre y campos magnéticos interactúan - y la electricidadse produce. http://www.lapizarradeyuri.com/2010/11/14/asi-funciona-una-central-nuclear/
  • Los neutrones producidos por fisión estáviajando a gran velocidad, y en la mayoría delos reactores, están deliberadamente frenadopor un material conocido comoun moderador . Neutrones lentos son muchomás probable, cuando chocan con los núcleosde U-235, para causar una fisión y mantener lareacción va. Un moderador se compone deátomos de luz y los materiales más El Reactor de Fisión Nuclear.comúnmente utilizados son el carbono enforma de grafito, y agua.Blindaje , normalmente hecho de acero y el Fisiones que sehormigón alrededor de dos metros de espesor, producen en eles una carcasa exterior que impide que la reactor de generarradiación se escape hacia el medio ambiente. una cantidad enorme de calor. UnPara un control más preciso de la reacción en líquido ocadena, las barras de control se insertan en el gas refrigerante llevanúcleo del reactor. Empuja hacia adentro, que el calor lejos delabsorben neutrones y ralentizar la reacción - reactor a una calderase retiró a que permiten acelerar de nuevo. De de vapor, donde seeste modo, la reacción en cadena se controla. hace.
  • Elementos de un reactor nuclear El Reactor de Fisión Nuclear. Rodea al Reflector: Moderador: Blindaje: Evita fugas núcleo y evita la Combustible: Termalizar los del material perdida deMaterial fisionable neutrones radiactivo electrones y tamaño crítico Refrigerante: enfría Sistema de Emergencia el núcleo y Control
  • Tipo de combustible: Los combustibles más usados son el uranio natural (0,72%235U), el uranioenriquecido ( 0,72%235U), 239Pu y 233U. Estos dos últimos combustibles se obtienenquímicamente, con convertidores o productores. El uranio enriquecido, que es el combustiblemás usado para reactores generadores de energía, se produce en grandes cantidades usandoprocesos que explotan la pequeña diferencia de masa entre el 235U y el 238U. Uno de estosprocesos es la difusión gaseosa; en la que se hace pasar UF6 gas a través de una barrera porosa.El coeficiente de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su masay entonces el isotopo más ligero fluir a más rápido. El enriquecimiento que se obtiene alatravesar la barrera es de un 0,4% relativo, para poder obtener uranio enriquecido hay que El Reactor de Fisión Nuclearrealizar el proceso miles de veces. .Moderador: Las características del moderador ideal son:1. Ser barato y abundante.2. Ser químicamente estable.3. Tener masa cercana a uno. (Para absorber la energía máxima al colisionar con los neutrones)4. Ser líquido o sólido. (Densidad alta)5. Tener sección eficaz de captura neutrónica baja.El carbón en forma de grafito satisface las condiciones 1, 2, 4 y 5, y se puede compensar el que la perdida de energía porchoque sea
  • relativamente pequeña aumentando la cantidad de moderador. El agua normal satisface 1, 2, 3 y4 pero los protones del agua tienen una gran sección eficaz de absorber a los neutrones :(n + p d + γ ).El agua pesada (D2O) tiene una sección eficaz pequeña para la captura electrónica, pero cuandotiene lugar la captura se produce tritio, que es radioactivo y muy peligroso. Los reactoresmoderados con agua pesada pueden usar uranio natural como combustible, los de agua comúnsin embargo necesitan uranio enriquecido, porque absorben más neutrones.Ensamblaje: Normalmente decimos que un reactor es heterogéneo cuando el moderador y el El Reactor de Fisión Nuclearcombustible están separados en bloques y que es homogéneo cuando se encuentran mezclados.Los reactores homogéneos son más sencillos de analizar matemáticamente. que losheterogéneos, donde calcular el factor de utilización térmico y la probabilidad de escape de laresonancia es particularmente complicado.El refrigerante: es un elemento fundamental del reactor sin el cual el calor generado podríafundir el núcleo. En el diseño de reactores generadores de energía es de especial importancia lacapacidad del refrigerante de transferir el calor eficientemente. Los materiales refrigerantespueden ser gases (aire, CO2, helio) agua o otros líquidos, o incluso metales líquidos, que tienengran capacidad calorífica. Debido a que el vapor tiene poca capacidad calorífica cuando usamosagua como refrigerante debemos de mantenerla a altas presiones (100 atmosferas) para que semantenga líquida a altas temperaturas, estos son los llamados reactores de agua a presión. Paralos reactores rápidos de producción se usa el sodio líquido como refrigerante, aunque tiene lasdesventajas de ser altamente corrosivo y de que se vuelve radioactivo debido a su gran seccióneficaz de captura electrónica.
  • Tipos de Reactor El Reactor de su uso Según Fisión Nuclear.Generación de Energía Investigación Conversión
  • • Generadores de energía :son dispositivos para extraer la energía cinética de los fragmentos en forma de calor y transformándola en energía eléctrica, en la mayor parte de los casos haciendo hervir agua y llevando el vapor hasta las turbinas. Las consideraciones de diseño de los reactores están influidas por los factores termodinámicos de eficiencia de los dispositivos de calor tanto como por los factores de ingeniería nuclear. De hecho el ensamblaje del combustible supone una fracción pequeña de los costes del reactor, la mayor parte de los gastos están asociados al blindaje, el aislamiento y el equipo de generación eléctrico. Es por tanto más económico fabricar reactores grandes que varios reactores pequeños. El Reactor de Fisión Nuclear.• Reactores de investigación: en general se utilizan para producir neutrones para la investigación en áreas como la física del estado sólido o la propia física nuclear. Estos reactores suelen trabajar a bajos niveles de energía (1 - 10MW).
  • • Convertidores: son reactores diseñados para convertir materiales no fisionables en otros que sí lo son bombardeándolos con neutrones térmicos. Las conversiones que se suelen dar son: 238 𝑈 → 239 𝑃𝑢 y 232 𝑇ℎ → 233 𝑈. En ambos casos la conversión implica la captura de un electrón seguida de dos desintegraciones β: 23 𝑚𝑖𝑛 238 239 239 𝑛+ 92 𝑈→ 92 𝑈 92 𝑁𝑝 + 𝛽 − + 𝑣 2,3 𝑑𝑖𝑎𝑠 239 239 92 𝑁𝑝 92 𝑃𝑢 + 𝛽 − + 𝑣 22 𝑚𝑖𝑛 232 233 233 𝑛+ 90 𝑇ℎ → 90 𝑇ℎ 91 𝑃𝑎 + 𝛽 − + 𝑣 27 𝑑𝑖𝑎𝑠 El Reactor de Fisión Nuclear 233 91 𝑃𝑎 233 92 𝑈 + 𝛽− + 𝑣 .Los isotopos como el 238U y 232Th que pueden transformarse en material fisible con neutronestérmicos son llamados isotopos fértiles. En principio es posible diseñar reactores en los que elvalor de sea como mínimo 2. Si uno de los neutrones va a mantener la reacción en cadena y elotro va al material fértil, entonces tomando un 2 el reactor produce más material fisible que elque consume y entonces diremos que es un productor.
  • Reactores Generadores de Energía El Reactor de Fisión Nuclear.LRW CANDU FBR HTGBR ADS BBMK RBMK
  • LWR: Light Water Reactors (Reactores de Agua Ligera): Utilizan como refrigerante y moderador elagua. Como combustible uranio enriquecido. Los más utilizados son los BWR (Boiling WaterReactor o Reactores de Agua en Ebullición) y los PWR (Pressure Water Reactor ´o Reactores deAgua a Presión), estos últimos considerados en la actualidad como el estándar. (345 enfuncionamiento en el 2001) El Reactor de Fisión Nuclear.
  • CANDU: Canada Deuterium Uranium (Canadá Deuterio Uranio). Utilizan como moderador yrefrigerante agua pesada. Como Combustible utilizan uranio natural. (34 en funcionamiento enel 2001). El Reactor de Fisión Nuclear.
  • FBR : Fast Breeder Reactors (Reactores Rápidos Realimentados): Utilizan neutrones rápidos enlugar de térmicos para la consecución de la fisión. Como combustible utiliza plutonio y comorefrigerante sodio liquido. Este reactor no necesita moderador. (4 en funcionamiento en el2001) El Reactor de Fisión Nuclear.
  • HTGR: High Temperatura Gas-cooled Reactor (Reactor de Alta Temperatura Refrigerado porGas): Usa una mezcla de torio y uranio como combustible. Como refrigerante utiliza helio ycomo moderador grafito(34 en funcionamiento en el 2001) El Reactor de Fisión Nuclear.
  • RBMK: Reactor Bolshoy Moshchnosty Kanalny (Reactor de Canales de Alta Potencia): Suprincipal función es la producción de plutonio, y como subproducto genera electricidad. Utilizagrafito como moderador y agua como refrigerante, usa uranio enriquecido como combustible yno puede recargarse en marcha. El reactor de Chernóbil era de este tipo.(14 en funcionamientoen el 2001) El Reactor de Fisión Nuclear.
  • ADS: Accelerator Driven System (Sistema Asistido por Acelerador). Utiliza una masa Subcrítica detorio, en la que se produce la fisión solo por la introducción, mediante aceleradores departículas, de neutrones en el reactor. Se encuentran en fase de experimentación, y una de susfunciones fundamentales será la eliminación de los residuos nucleares producidos en otrosreactores de fisión. El Reactor de Fisión Nuclear.
  • Fusión Nuclear.Las reacciones de fusión son aquellas que tiene lugar entre núcleos ligeros que se funden dandolugar a núcleos más pesados. Ya se vio al estudiar la curva de la energía de enlace1 de losnúcleos que ´este es un proceso exoenergético. El problema es que para que la reacción tengalugar, los núcleos deben vencer la barrera colombiana. Las reacciones de fusión son las quegeneran la energía solar (y del resto de estrellas). Se trata de otra vía para la obtención industrialde energía por procesos nucleares. Es ventajosa respectode la fisión porque :• en la Tierra abundan los núcleos ligeros.• no se producen tantos residuos radiactivos de larga duración. El Reactor de Fisión NuclearPero también tiene la desventaja de que para que la reacción tenga lugar debe de disponerse de .energía para superar la barrera coulombiana. Veamos un ejemplo: Consideremos la fisión de dosnúcleos de 20Ne para formar 40Ca. En el proceso tiene una Q de unos 20.7 MeV. Pero antes deque las fuerzas nucleares de los dos 20Ne puedan interactuar debemos colocarlos losuficientemente cerca como para que sus distribuciones nucleares se solapen. En el momentoen que sus superficies se tocan la repulsión coulombiana es de 21.2 MeV. Si queremosdesarrollar una reacción nuclear entre dos 20Ne debemos darles 21.2 MeV y al finalobtendremos 41.9 MeV. La ganancia es por tanto de factor dos. Acelerar un núcleo de 20Ne a21.2 MeV contra un blanco fijo (otro 20Ne) es sencillo con un acelerador de iones pesados, perola gran salida de energía quemaría este tipo de dispositivos. Otra alternativa para suministrar laenergía necesaria para que se inicie la fusión es calentar un contenedor de gas neón hasta quela energía térmica sea lo suficientemente grande para que haya gran probabilidad de que dosnúcleos choquen con 21.2 MeV.
  • FUSIÓN NUCLEAREl Reactor de Fisión Nuclear.
  • Este proceso se denomina fusión termonuclear, para que la energía media por molécula seaun medio de 21.2 MeV necesitamos KT = 7 MeV. Si la temperatura de una habitación es de kT= 0.025 MeV, así que este proceso requiere multiplicar la temperatura de una habitación por 3x 108 . A pesar de estos inconvenientes le energía de fusión es objeto de una gran cantidad deinvestigación tanto para poder crear centrales de producción eléctricas operativas como paraentender los procesos que tiene lugar en el Sol y el resto de las estrellas. El Reactor de Fisión Nuclear.
  • Reacciones de Fusión Nuclear.Como ya hemos dicho en la introducción la fusión no es un proceso “natural” en la Tierra, en elsentido de que no se dan las condiciones necesarias para que se supere la barrera coulombiana.Pero una vez tenemos esa energía los procesos son sencillos, veamos los procesos másimportantes:• Reacciones D-D: El Reactor de Fisión Nuclear.estas relaciones se llaman Deuterio-Deuterio y son las más elementales posibles porque 1 𝐻 +1 𝐻 4 𝐻 e + γ no es posible dado que el 2 𝐻𝑒 es inestable.• Reacciones D-Testa reacción también sirve como fuente de neutrones rápidos y una variante de ella sidisponemos de 3 𝐻 𝑒 es:
  • Esta reacción pertenece a la fusión que se está estudiando actualmente, y corresponde a launión de un átomo de Deuterio y otro de Tritio (isótopos del hidrógeno). Como resultado, seforma un átomo de helio. ¿Son elementos abundantes? El deuterio se puede sacar del agua delos océanos. De forma concreta, por cada 500 litros de agua, se pueden extraer 10 gramos dedeuterio. El tritio, lo obtendríamos del litio. (15 gramos de tritio por cada 30 de litio). Ambos sonelementos que podemos considerar inagotables en la naturaleza.La razón por la que se trabaja con esta reacción específica, se debe a que necesita menorpresión que la que tiene lugar en el núcleo solar. (Sería imposible simular esas condiciones de El Reactor de Fisión Nuclearpresión). Por el contrario, debemos de aumentar la temperatura hasta 150 millones de grados oincluso más (¡135 millones más que el núcleo solar!) . Reacción de Fisión en el sol
  • Materiales muy resistentes Reacción de Fusión El Reactor de Fisión Se encuentra en estudio ocurra Nuclear. La esencia del control de reacciones de fusión y el poder extraer de ellas energía útil es el ser capaces de calentar el combustible termonuclear a temperaturas del orden de 108K mientras que mantenemos una densidad alta durante el tiempo suficiente como paraMuy altas temperaturas( 108 𝐾) que la cantidad de reacciones de fusión sea la suficiente para obtener las energías deseadas. A esas temperaturas los ´átomos se ionizan y tenemos por tanto que el combustible es una mezcla caliente de nubes de iones pasivos y electrones, siendo globalmente neutra. Esta configuración se llama plasma.
  • Un gran problema es obviamente confinar el plasma, dado que el plasma intercambiaría energíacon las paredes del recipiente que lo contenga fundiendo el recipiente y enfriándose el. En estemomento se investigan dos métodos para confinar el combustible termonuclear: confinamientomagnético y confinamiento inercial.En el confinamiento magnético el plasma se aísla con un campo magnético especialmentediseñado. Los primeros modelos magnéticos, americanos, conocidos como Stellarator generabanel campo directamente en un reactor toroidal, con el problema de que el plasma se filtrabaentre las líneas del campo. Los ingenieros rusos mejoraron este modelo dando paso al Tokamak El Reactor de Fisión Nuclearen el que un arrollamiento de bobina primario inducia el campo sobre el plasma, aprovechandoque es conductor, y utilizándolo de hecho como un arrollamiento secundario. . Los dos proyectos más importantes a nivel mundial son el NIF (National Ignition Facility) en EE.UU. y el LMJ (Laser Mega Joule) en Francia. El NIF posee 192 láseres de neodimio vidrio de 1.8 MJ, emitiendo en una longitud de onda de 0.35 mm y con una duración de pulso de unos 16 nanosegundos. La producción de energía para aplicación civil es, de todos modos, un objetivo a largo o muy largo plazo para este tipo de instalaciones, que surgen para investigar y simular micro explosiones nucleares, para el uso comercial posiblemente se sustituirían los haces láser por haces de iones, que conseguirían un mayor rendimiento energético. Sección de un Tokamak.
  • Es evidente que no podemos confinar un flujo de plasma a 150 millones de grados de cualquierforma. Primeramente las paredes del recipiente se desgastarían, el plasma se enfriaría ytendríamos que suministrarle muchísima más energía, de tal forma que ni tan si quiera sellegaría a la condición Break-Even en la que la ganancia de energía es igual a la energíasuministrada al sistema. Expliquemos entonces la idea del confinamiento magnético. El Reactor de Fisión Nuclear.El confinamiento magnético, consiste en confinar el plasma girando en el interior del Tokamak eir elevando su temperatura hasta que se produzca la fusión.Como se sabe, cuando circula una intensidad por una bobina, se genera un campo magnético alo largo de su eje. Este campo magnético es idéntico al que se forma en el Tokamak. Según laecuación de Lorenz, cuando una carga eléctrica en movimiento se ve afectada por un campomagnético aparece una fuerza sobre esta que modifica su trayectoria
  • Para darle una mayor estabilidad a ese plasma giratorio, se le aplica una corriente de inducción aese plasma mediante una columna que atraviesa el eje del Tokamak.De esta forma, igualmente que el secundario de un transformador, circulará una corrienteeléctrica a lo largo del plasma. Esta corriente, inducirá un campo magnético poloidal a sualrededor y además, contribuirá a un primer calentamiento del plasma, que culminará con uncalentamiento mediante radiación. Todo esto es posible gracias a que el plasma posee cargaseléctricas libres. El Reactor de Fisión Nuclear. Flujos magnéticos dentro del Tokamak.Quedan todavía muchos años de investigación, pero sin duda, en cuanto se llegue al resultadoesperado, será el inicio de otra nueva revolución industrial.Estamos hablando de una fuente de energía prácticamente inagotable que, en unión con lasdemás fuentes de energías renovables, blindaría la futura necesidad energética para siempre.Nos olvidaríamos de la emisión de gases efecto invernadero, ya que lo único que emite este tipode reactores es helio, que es un gas inerte sin ninguna repercusión ambiental.
  • Armas Termonucleares.de los Estados Unidos y la URSS al comienzo de los años 50, los explosivos de fisión en losarsenales de ambas naciones fueron remplazados por armas termonucleares con una energíade explosión de unos dos o tres ordenes de magnitud mayores que las armas de fisión. Se pasade las armas del rango del kilotón de energía (Hiroshima y Nagasaki) al megatón de energía. Lamayor parte de los detalles de la construcción de armas termonucleares son secretos peroexisten datos suficientes como para hacer observaciones generales acerca de sufuncionamiento. Como punto de partida toda la discusión acerca de la temperatura de ignicióndel material fisionable es igualmente valida, y la única fuente rápida y móvil capaz de alcanzaresas temperaturas es una explosión nuclear. Por tanto un arma de fusión incluye un explosivo El Reactor de Fisión Nuclearde fisión como detonador. La radiación de la explosion de fisión es responsable .de calentar y comprimir el combustible termonuclear.El primer explosivo termonuclear uso una mezcla licuada de combustible, lo que requería uncomplicado sistema de refrigeración para conseguir y mantener las bajas temperaturasnecesarias para licuar el hidrogeno. Las armas de hoy día usan litio solido como combustible, abase de isotopos separados Los efectos destructivos de las armas de fisión son análogos a losque hemos referido para las armas de fisión, solo que aumentando la distancia de destrucción´a m´as de 10 km. Hoy día se estima que la potencia explosiva de las armas nucleares enconjunto es del orden de 1010 toneladas de TNT, lo que implica que si repartiésemos ese“explosivo” entre la población terrestre a cada ser humano le corresponderían dos toneladas deTNT.
  • Bomba De Fusión. Las bombas de fusión consisten en la fusión de núcleos ligeros (isótopos del hidrógeno) en núcleos más pesados. La bomba de hidrógeno (bomba H), bomba nuclear de fusión o bomba termonuclear se basa en la obtención de la energía desprendida al fusionarse dos núcleos atómicos, en lugar de la fisión de los mismos. La energía se desprende al fusionarse los núcleos de deuterio (H21) y de tritio (H31), dos neutrones El Reactor de Fisión Nuclear isótopos del hidrógeno, para dar un núcleo de helio. La reacción en cadena se propaga por los de alta energía desprendidos en la . reacción. Para iniciar este tipo de reacción en cadena es necesario un gran aporte de energía, por lo que todas las bombas de fusión contienen un elemento llamado iniciador o primario, que no es sino una bomba de fisión. A los elementos que componen la parte fusionable (deuterio, tritio, etc) se le conoce como secundario. La primera bomba de este tipo se hizo estallar en Eniwetok (atolón de las Islas Marshall) el 1 de noviembre de 1952 con marcados efectos en el ecosistema de la región. La temperatura alcanzada en el "Punto Cero" (lugar de la explosión) fue de más de 15 millones de grados, tan caliente como el núcleo del Sol, por unos cuantos segundos. Literalmente vaporizó dicha isla.
  • Bomba De Fusión. El Reactor de Fisión Nuclear.
  • El Reactor de Fisión Nuclear.ACCIDENTES NUCLEARES
  • Accidentes Nucleares. Accidentes Nucleares. Vandellós (Cataluña, España) Chernóbil (Ucrania) Fukushima (Japón) Cuando eran las 21:39 horas del El accidente nuclear día 19 de octubre de 1989 se El Reactor de Fisión Nuclear de Chernóbil ocurrió durante la noche del El 11 de marzo de 2011 , a las 14:46,se produjo un terremoto magnitud 9.0 en declaró un incendio en la central . nuclear de Vandellós I, que tuvo 25 al 26 de abril de la escala Richter, en la costa su inicio en el grupo turbo 1986 en el cuarto nordeste de Japón. Los alternador principal número dos reactor de la planta. motores diésel de del edificio de producción de emergencia para la energía eléctrica, a consecuencia Debido a un error generación de electricidad de un fallo mecánico generado humano. por la fisuración – detectable a comenzaron a funcionar normalmente, pero se través de revisiones de detuvieron abruptamente a mantenimiento con técnicas las 15:41 con la llegada del conocidas, ultrasónicas o tsunami que siguió al radiográficas terremoto.
  • Accidente Nuclear de Chernóbil.El 25 de abril, a la una de la madrugada, los ingenieros iniciaron la entrada de las barras deregulación en el núcleo del reactor, refrigerado por agua y moderado por grafito (que perteneceal tipo que los soviéticos llaman RMBK-1000), para llevar a cabo una prueba planeada conanterioridad, bajo la dirección de las oficinas centrales de Moscú. La potencia térmica en estecaso desciende normalmente de 3.200 a 1.600 MW.Hacia las 23 horas se habían ajustado los monitores a los niveles más bajos de potencia. Pero eloperador se olvidó de reprogramar el ordenador para que se mantuviera la potencia entre 700MW y 1.000 MW térmicos. Por este motivo, la potencia descendió al nivel, muy peligroso, de 30MW. El Reactor de Fisión Nuclear .La mayoría de las barras de control fueron extraídas con el fin de aumentar de nuevo lapotencia. Sin embargo, en las barras ya se había formado un producto de desintegración, elxenón, que “envenenó” la reacción. En contra de lo que prescriben las normas de seguridad, enuna medida irreflexiva, se extrajeron todas las barras de control.El día 26 de abril, a la una y tres minutos, esta combinación poco usual de baja potencia y flujode neutrones intenso, provocó la intervención manual del operador, desconectando las señalesde alarma. A la una y 22 minutos, el ordenador indicó un exceso de radiactividad, pero losoperadores decidieron finalizar el experimento, desconectando la última señal de alarma en elinstante en el que el dispositivo de seguridad se disponía a desconectar el reactor.
  • Accidente Nuclear de Chernóbil.Dado que los sistemas de seguridad de la planta quedaron inutilizados y se habían extraídotodas las barras de control, el reactor de la central quedó en condiciones de operacióninestable y extremadamente insegura. En ese momento, tuvo lugar un transitorio queocasionó un brusco incremento de potencia. El combustible nuclear se desintegró y salió delas vainas, entrando en contacto con el agua empleada para refrigerar el núcleo del reactor. Ala una y 23 minutos, se produjo una gran explosión, y unos segundos más tarde, una segundaexplosión hizo volar por los aires la losa del reactor y las paredes de hormigón de la sala delreactor, lanzando fragmentos de grafito y combustible nuclear fuera de la central, El Reactor de Fisión Nuclearascendiendo el polvo radiactivo por la atmósfera. .Se estima que la cantidad de material radiactivo liberado fue 200 veces superior al de lasexplosiones de Hiroshima y Nagasaki.El accidente nuclear fue clasificado como nivel 7 (“accidente nuclear grave”) en la EscalaInternacional de Sucesos Nucleares (Escala INES) del OIEA, es decir, el accidente de peoresconsecuencias ambientales, y que sirve como referencia para proyectar y controlar losdispositivos y sistemas de protección de las instalaciones nucleares.Aunque el accidente tuvo lugar por un claro error humano, hay que tener en cuenta losfactores sociales y políticos de la Unión Soviética en aquel momento. La falta de unaestructura social democrática implicaba una ausencia de control de la sociedad sobre laoperación de las centrales nucleares y de una “cultura de seguridad”. Posiblemente, el temorde los operadores
  • Bomba DeNuclear de Chernóbil.Accidente Fusión. El comienzo de un incendio, que no se consiguió apagar hasta el 9 de mayo, aumentó los efectos de dispersión de los productos radiactivos, y la energía calorífica acumulada por el grafito dio mayor magnitud al incendio y a la dispersión atmosférica. De los productos radiactivos liberados eran especialmente peligrosos el yodo-131 (cuyo período de semidesintegración es de 8,04 días) y el cesio-137 (con un período de semidesintegración de unos 30 años), de los cuales, aproximadamente la mitad, salieron de la cantidad contenida en el reactor. Además, se estimó que todo el gas xenón fue expulsado al exterior del reactor. Estos productos se depositaron de forma desigual, dependiendo de El Reactor de Fisión Nuclear su volatilidad y de las lluvias durante esos días. . Los más pesados se encontraron en un radio de 110 km, y los más volátiles alcanzaron grandes distancias. Así, además del impacto inmediato en Ucrania y Bielorrusia, la contaminación radiactiva alcanzó zonas de la parte europea de la antigua Unión Soviética, y de Estados Unidos y Japón. En España, el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) detectó pequeñas cantidades de yodo-131 y cesio-137, por debajo de los límites aceptables de dosis de radiación, en las regiones mediterráneas y en Baleares.
  • Bomba De Fusión.de Chernóbil.Accidente Nuclear Las consecuencias inmediatas del accidente sobre la salud de las personas fueron las siguientes: 237 personas mostraron síntomas del Síndrome de Irradiación Aguda (SIA), confirmándose el diagnóstico en 134 casos. 31 personas fallecieron durante el accidente, de las cuales, 28 (bomberos y operarios) fueron víctimas de la elevada dosis de radiactividad, y 3 por otras causas. Después de esta fase aguda, 14 personas más han fallecido en los diez años posteriores al accidente. Entre 600.000 y 800.000 personas (trabajadores especializados, voluntarios, bomberos, militares y otros) llamadas liquidadores, encargadas de las tareas de control y limpieza, El Reactor de Fisión Nuclear fallecidas en distintos períodos. 16.000 habitantes de la zona fueron evacuados varios días después del accidente, como . medida de protección frente a los altos niveles de radiación, estableciéndose una zona de exclusión en los territorios más contaminados, en un radio de 30 km alrededor de la instalación. 565 casos1 de cáncer de tiroides en niños fundamentalmente (de edades comprendidas entre 0 y 14 años) y en algunos adultos, que vivían en las zonas más contaminadas (208 en Ucrania, 333 en Bielorrusia y 24 en la Federación Rusa), de los cuales, 10 casos han resultado mortales debido a la radiación. Otros tipos de cáncer, en particular leucemia, no han registrado desviaciones estadísticamente significativas respecto a la incidencia esperada en condiciones normales.
  • Bomba DeNuclear de Chernóbil.Accidente Fusión.Según la Agencia de Energía Atómica (NEA) de la OECD, los rangos de dosis de radiación,recibidos por los distintos grupos, fueron los siguientes:Liquidadores: del total de los liquidadores, unos 200.000 recibieron dosis variables desde 15 a170 milisievert (mSv)3.Evacuados: las 116.000 personas evacuadas, la mayor parte de un radio de acción de la centralde 30 km, recibieron dosis altas (el 10% más de 50 mSv y el 5% más de 100 mSv),especialmente en el tiroides por incorporación de yodo-131. La zona más evacuada fue Prypiat,a 2 km escasos de la central, convirtiéndose en una “ciudad fantasma” al abandonar la ciudadlas 60.000 personas que vivían allí. El Reactor de Fisión Nuclear .Habitantes de las áreas contaminadas: alrededor de 270.000 personas continuaron viviendo enáreas contaminadas, de modo que los niños recibieron altas dosis en tiroides, debido a laingestión de leche contaminada con yodo-131 durante las primeras semanas después delaccidente. Tras el control de los alimentos, durante el período 1986-1989, el rango de dosis decesio-137 en el suelo fue de 5 a 250 mSv/año, con una media de 40 mSv/año.Resto de la población: los materiales radiactivos volátiles se extendieron por todo el HemisferioNorte, aunque las dosis recibidas por la población fueron muy bajas y carecen de importanciadesde el punto de vista de la protección radiológica. Las dosis de radiación, durante el primeraño, oscilaron en Europa entre 0,005 y 0,5 mSv, en Asia entre 0,005 y 0,1 mSv, y en el Norte deAmérica fueron del orden de 0,001 mSv.
  • Bomba DeNuclear de Chernóbil.Accidente Fusión. El Reactor de Fisión Nuclear.
  • AccidentesNuclear de Chernóbil.Accidente nucleares.
  • AccidentesNuclear de Chernóbil.Accidente nucleares.
  • Bomba De Fusión. en el Mundo.Centrales Nucleares El Reactor de Fisión Nuclear.Por otra parte, asegura que “la generación de energía eléctrica a partir de la fisión controlada denúcleos de átomos de uranio, fue probablemente el reto tecnológico de mayor envergadura queafrontó la ciencia y la tecnología nuclear en el Siglo XX”. Agrega que “a comienzos del año 2010,operaban 437 reactores nucleares de potencia en el mundo, generando 371 GW(e), equivalente al14% del total mundial, según informa el Organismo Internacional de Energía Atómica”.Sostiene que por el imperativo cada vez más urgente de reducir las emisiones de dióxido de carbono,la contribución de la energía nuclear irá con seguridad en aumento en las próximas décadas.
  • Bomba De Fusión. en el Mundo.Centrales NuclearesPaís UNID MW (net)1. Estados Unidos 104 101.4652. Francia 58 63.1303. Japón 54 46.9344. Rusia 33 23.6435. Alemania 17 20.4906. R. Corea 21 18.7517. Ucrania 15 13.1078. Canadá9. China El Reactor de Fisión Nuclear. 18 16 12.604 11.81610. Reino Unido 19 10.17011. Suecia 10 9.32612. España 8 7.72713. Bélgica 7 5.92714. India 20 4.39115. R. Checa 6 3.76616. Suiza 5 3.26317. Finlandia 4 2.73618. Bulgaria 2 1.90619. Hungría 4 1.889
  • Bomba De Fusión. en el Mundo.Centrales Nucleares 20. Brasil 2 1.884 21. Sudáfrica 2 1.830 22. Eslovaquia 4 1.816 23. México 2 1.300 24. Rumanía 25. Argentina El Reactor de Fisión Nuclear. 2 2 1.300 935 26. Irán 1 915 27. Pakistan 3 725 28. Eslovenia 1 688 29. Países Bajos 1 482 30. Armenia 1 375 En el año 2010
  • Bomba De Fusión.Tipos de Energía.. El Reactor de Fisión Nuclear.
  • Bomba Dedel Futuro.La Energía Fusión. El Reactor de Fisión Nuclear.
  • Bomba Dedel Futuro.La Energía Fusión. Energía del Futuro Profesor de ULPGC El Reactor de FisiónBenítezGonzález . Fisión Nuclear Carbón vegetal. Dr. A. Nizardo Nuclear Catedrático. J. Emilio V. Hidrógeno Dr. A. Gómez Gotor Fusión Nuclear Catedrático. J. Ortega Saavedra http://youtu.be/P62u4XUlU0U
  • Bibliografía.1. Química General, Whitten Davis Peck. Ed Mc Graw Hill.2.Física Universitaria, Young ,freeman. Ed Mc Graw Hill.3. Artículo Balas de Plata, Editorial terrámérica.5. Ingeniería de las reacciones nucleares. Autores: Samuel Glasstone, AlexanderSesonske. Ed. reverté6. Curso sobre gestión de residuos radioactivos, CIEMAT, Ministerio de Educación.