Nuclear Fission Simulation
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Simulando la fisión nuclear (Hoja de trabajo)1 Abra la simulación “nuclear-physics_all.jar” y seleccione “Nuclear fission” (disponible en Uruguay Educa: Fenómenos nucleares) 1) Para estudiar la fisión de núcleos individuales elija: “One Nucleus” 1 Tomado de: PhET Interactive Simulations – University of Colorado. Traducción y adecuación: Roberto Calvo - Uruguay Educa. 2) Defina brevemente “fisión nuclear”: ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 3) Dispare contra el núcleo de uranio-235 . ¿Qué sucede? ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 4) ¿Qué tipo de particular cumple el rol de proyectil? ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 5) Seleccione ahora “chain reaction” (reacción en cadena) y agregue un núcleo de uranio-238 (recuerde que anteriormente utilizó uranio-235). Dispare un neutrón contra ese núcleo (ahora puede apuntar su “pistola de neutrones”) ¿Qué sucede? ¿Es el uranio-238 “fisionable”? ¿Qué cambia en el núcleo de uranio238 luego del impacto del neutrón? ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 6) Reinicie la simulación mediante el botón “reset all” y agregue muchos núcleos de uranio-235. Dispare un neutrón. ¿Qué sucede? ¿Cómo lo explica? ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 7) La abundancia relativa del isótopo uranio-235 ronda el 0.72%, el isótopo uranio-238 es ampliamente mayoritario. Puede decirse con una Buena aproximación a la realidad que por cada átomo de uranio-235 hay en una muestra natural, 99 átomos de uranio-238. Use el simulador para determinar si una muestra natural de uranio puede iniciar una reacción en cadena (y en consecuencia servir para construir bombas atómicas o plantas nucleares). ¿Qué observa?¿En qué consiste el proceso de “enriquecimiento” del uranio? ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 8) Use el simulador para determinar la mínima relación uranio-235 /uranio-238 necesaria para generar una reacción en cadena (mantenga siempre el valor 100 para el número total de núcleos); anote el valor encontrado. ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 9) Compare el valor anterior con el requerido para la fabricación de una bomba atómica de uranio (entre 80% y 85% de uranio-235). Comente brevemente. ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 10) Use el simulador para construir una bomba atómica. ¿Qué condiciones deben cumplirse? (se sugiere seleccionar la vasija de contención (containment vessel), para determinar el grado de enriquecimiento requerido. ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 11) ¿Qué es una “bomba sucia”. ¿Se necesita un alto porcentaje de uranio-235 (fisionable) para detonarla? ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 12) Seleccione ahora la pestaña “reactor nuclear”. ¿Qué se necesita para ponerlo a funcionar? ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 13) ¿Qué son y qué función cumplen las barras de control (control rods)? ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 14) ¿Que sucedería si las barras de control fueran retiradas por completo del reactor? ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 15) Homero Simpson duerme en la planta nuclear de Springfield (donde ocasionalmente trabaja y más a menudo duerme frente a los controles). De pronto suena la alarma. ¿Qué sucede y qué puede hacer Homero al respecto? ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________
