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Esta misión se torno muy complicada debido a que los científicos que trabajan en el proyectoManhattan debían generar un di...
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Reactor nuclear

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  1. 1. Reseña histórica de laautomatizaciónDescubrimientos científicos de los años 40.27/03/2012Universidad Técnica Del Norte.Eduardo Rojas
  2. 2. REACTOR NUCLEARBases del Reactor Nuclear. Principio de fisión nuclear.Si las cargas eléctricamente iguales se repelen, ¿Qué hace que los protones del núcleo de unátomo se encuentran unidos?Existe una fuerza de atracción que actúa en distancias muy pequeñas de orden ,denominada fuerza nuclear fuerte.El científico Enrico Fermi practicó este experimento con el elemento de mayor númeroatómico conocido; el uranio, dando paso a los elementos transuránicos.Si dopamos un elemento como el oxigeno 18 con un neutrón mas, crearíamos un oxigeno 19inestable, el átomo emite un electrón mas para estabilizarlo y convirtiéndolo en flúor 19.Al mismo tiempo Otto Hahn en uno de estos experimentos científicos encontró un datocurioso. Al dopar un núcleo de Uranio 92 con un protón la lógica les decía que sumaria elprotón, obteniendo así un núcleo de Uranio 93. Pero no fue así, y el resultado obtenido fue unnúcleo de Uranio 56 ¿Por qué? Es como si se golpeara una gran roca con un guijarro y esta separtiera en dos.Hahn se apoyo la científica Meitner, quien tuvo la primera idea de que el núcleo puedohaberse partido en dos, y si los núcleos se repelen, estos deben tener mucha energíaconcentrada en forma de velocidad, fuerza fue calculada en 200MeV. 1 mega-electrón volt =1.60217646 × 10-13 joules.Frisch, sobrino de Meitner, comento este proceso a Niel Bohr, quien avaluó el proceso ypregunto si ya era público. En ese momento Frisch se puso en contacto con un biólogoamericano, a quien pregunto cómo se llamaba el proceso donde la célula se separa en dos, Larespuesta fue fisión, así que llamaron a este proceso fisión nuclear.http://www.historiasdelaciencia.com/?p=171 Página 2http://www.historiasdelaciencia.com/?p=269 http://www.mgar.net/soc/nuclear2.htm
  3. 3. Reacción en cadena.En una fisión nuclear decimos que se un núcleo se rompe en dos o más pedazos, dichospedazos posteriormente serán nuevos núcleos o bien neutrones libres.Como podéis observar, se obtiene un átomo de bario-142, uno de kriptón-91, 3 neutrones y unaenergía de 210 MeV que se desprende en forma de radiación. Y fijaos: el núcleo de bario tienecarga 56 y el de kriptón 36. Recordad que en una reacción química, la fuerza electromagnéticadependía de las cargas en el numerador, donde multiplicábamos 1 por 2 o 1 por 1 o similares:ahora lo estamos haciendo con 56 por 36. La fuerza ha crecido en tres órdenes de magnitud: seha multiplicado por 1000. Pero no sólo eso. Esos pedazos han salido de la rotura del núcleo yeste último es 100.000 veces más pequeño que el átomo en sí, y las distancias que separan esospedazos son, por tanto, 100.000 veces menores que las habituales en una reacción química.Además, al elevar al cuadrado la distancia, en proporción a la anterior, la fuerza es todavíamucho mayor. Haciendo unos pocos números aproximados, la energía resultante de una fisiónnuclear aumenta en unos 10 millones de veces la energía de una reacción química habitual.Pero no lo olvidéis, el principio es el mismo: la ley de Coulomb.Este proceso donde el núcleo de un átomo se divide por acción de un neutrón, liberando otroneutrón libre y generando el mismo proceso en otro átomo, y en otro, y en otro casisimultáneamente se conoce como reacción en cadena. El reactor nuclear.La energía nuclear surgida como fuerza destructora y reducida a energía aprovechable, es uninstrumento inestable e impredecible.La pila chicago número 1.- Fue el primer reactor nuclear, el cual pretendía controlar yaprovechar la energía nuclear de una reacción en cadena.En este punto es necesario aclarar que no todos los neutrones liberados en una reacción encadena puede ocasionar el proceso de fisión en el núcleo de otro átomo. Los neutrones que seliberan son muy rápidos, y los neutrones que liberan una reacción en cadena son neutroneslentos. Enrico Fermi en su búsqueda por controlar a estos neutrones rápidos utilizó grafito, elmismo que cubría al metal de uranio, que a su vez estaba cubierto por oxido de uranio.http://www.historiasdelaciencia.com/?p=171 Página 3http://www.historiasdelaciencia.com/?p=269 http://www.mgar.net/soc/nuclear2.htm
  4. 4. En la creación de la pila numero 1 se utilizaron 22.000 discos de oxido de uranio, introducidosen unos agujeros cubiertos por bloques de grafito. La pila contaba con un dispositivo decontrol, que evitaba que la reacción en cadera se produjera espontáneamente, estemecanismo contenía una barra de cadmio que adsorberá los neutrones, entonces mientrasestas barras se encontraban en la pila, no se produciría una reacción.Las primeras pilas de producción de material las construyó la empresa Du Pont a la que Fermiasesoró en su diseño. Por razones de seguridad se le conocía con el apodo de Mr. Farmer y se leasignó un guardaespaldas para su protección. ¿Y de qué iba a hablar Fermi con suguardaespaldas durante los largos ratos de paseo que le servían para desconectar de todo?Pues está claro, ¿no? De física. Un día llegó a decir que mi guardaespaldas sabe tanto de físicaque dentro de poco va a necesitar también él un guardaespaldas.http://www.youtube.com/watch?v=X0vloPMDW8k La bomba atómica.En general una bomba es el resultado de un mecanismo químico que aprovecha las fuerzas derepulsión de las moléculas, haciendo que estas aumenten cada vez más.Toda la energía que libera una bomba atómica es producto de la fuerza electromagnética quese produce por una reacción en cadena.Esta fuerza puede ser calculada gracias a la ley de Coulomb.Donde: K = constante de proporcionalidad = ke = 8.987x109 Nm2/C2. q1, q2 = cargas de los electrones r = la distancia entre cargas.Se había buscado una forma de producir una reacción uniforme y controlada, cuya potenciapudiera aminorarse cuando se hiciera demasiado intensa. La posibilidad de control de la fisiónse basan en que algunas sustancias como el grafito, reducen la velocidad de los neutrones, yotras, como el cadmio, los capturan y evitan que choquen contra los núcleos de los átomosvecinos.Luego utilizaron el plutonio, un material sintético transuránico para la reacción en cadena. Eneste punto necesitaban separar los isotopos químicamente idénticos de plutonio, para lo cualtenían un proceso electromagnético que separaba partículas con carga eléctrica en fusión desus masas. El propósito de esta separación era recolectar la mayor cantidad de isotopos ligerosdel plutonio y almacenarlos en un dispositivo que luego puede explotar.http://www.historiasdelaciencia.com/?p=171 Página 4http://www.historiasdelaciencia.com/?p=269 http://www.mgar.net/soc/nuclear2.htm
  5. 5. Esta misión se torno muy complicada debido a que los científicos que trabajan en el proyectoManhattan debían generar un dispositivo de implosión controlada. De donde nace eldispositivo denominado Fat-Man, que hacia implotar dentro de una esfera trozos de plutonio.A de más de este dispositivo se creó un segundo denominado Little-Boy, el mismo que era eldiseño terminado de la bomba de uranio.http://www.historiasdelaciencia.com/?p=171 Página 5http://www.historiasdelaciencia.com/?p=269 http://www.mgar.net/soc/nuclear2.htm
  6. 6. http://www.documaniatv.com/historia/dias-que-marcaron-al-mundo-la-ruptura-del-atomo-y-chernobil-video_d3ae50c75.htmlhttp://www.historiasdelaciencia.com/?p=171 Página 6http://www.historiasdelaciencia.com/?p=269 http://www.mgar.net/soc/nuclear2.htm

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