Qca Nuclear 2010 - U
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Universidad de Chile Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas Departamento de Química Orgánica y Fisicoquímica. CFE “Historia de la Química” Energía Nuclear: “Desarrollo sin fin o la Auto aniquilación” Alumno: Raúl Fuentealba P. Profesor: Jorge Valenzuela P. Ayudante: Martin Pérez C. Tema: Química nuclear: Fundamentos, origen y desarrollo histórico durante el siglo XX. misterios de la naturaleza y, ayudado de esta, desarrollarse. Una de los descubrimientos más inimaginables de mediados siglo XX fue la energía nuclear, que para algunos puede ser las puertas de un desarrollo sin fin y para otros la autoaniquilación. Para poder comprender el origen del descubrimiento de esta energía, que es una espada de doble filo, vamos retroceder en el tiempo muchos siglos atrás, en la idealización del átomo, luego avanzaremos en el espacio-tiempo hasta nuestros días. Y por ultimo, analizaremos sus beneficios y sus innegables peligros para el desarrollo de la humanidad. En los tiempos de la Grecia clásica, eran los comienzos de la hipótesis atómica. Filósofos tales como Empédocles, Demócrito, Leucipo y Epicuro idealizaron la hipótesis que mas tarde Lucrecio plasmaría en su obra De Rerum Natura. Ellos pensaban que los cuerpos estaban constituidos por partículas ligeras, invisibles e indivisibles que llamaron átomos. Dos mil años más tarde, en 1904 Jean-Baptiste Perrin enuncio por primera vez la teoría de que el átomo era semejante al sistema solar, donde el núcleo era el sol, y los electrones eran los planetas, esto no antes del descubrimiento del electrón en 1987 por Joseph idealización. Sin embargo, John Thompson, que ayudo a esta Rutherford en 1911 experimentalmente demostró la forma planetaria del átomo. Mas tarde en 1920 el mismo Rutherford descubriría el protón y en 1932 Chadwisk el neutrón, los cuales forman el núcleo atómico. Con estos descubrimientos y sus estudios ayudaron a la compresión de los elementos, los cuales se diferencian unos de otros según el numero de protones que posean, por ejemplo el Hidrogeno (H) posee un protón mientras que el Uranio (U) posee 92 protones, donde su orden en la tabla periódica (Mendeleev, 1896) esta dado por este numero, llamado numero atómico (Z). A cada átomo de cada uno de los elemento, le corresponde el mismo número de electrones que de protones. Ahora bien, a excepción del Hidrogeno, que posee tan solo 1 protón y 1 electrón, los demás elementos contienen cierta cantidad de neutrones, siendo la suma de protones y neutrones el numero másico (A). Por otro lado, antes de la reafirmación del modelo atómico y descubrimiento de la estructura del núcleo atómico mismo, Henri Becquerel en 1986, descubrió, tras experimentar con una sal de uranio dispuesta sobre una placa fotográfica, que el uranio emitía radiaciones capaces de impresionar la placa fotográfica. Dos años mas tarde, los esposos Curie hallaron dos elementos nuevos radioactivos, el Polonio y el Radio. Con estas investigaciones, Soddy en 1911, postulo la idea de que existen átomos que ocupan el mismo lugar en la tabla periódica (mismo numero atómico Z), que tuvieran idéntico comportamiento químico, aunque posean masas atómicas distintas (distinto numero masivo A). Y en 1912, Soddy, validándose con el modelo atómico de Rutherford genera el concepto de isotopía, a pesar de que aun no se descubría la estructura del núcleo atómico. Luego, con el descubrimiento de la estructura del núcleo y la fabricación de espectrógrafos de masas se confirmo el descubrimiento de los isotopos en 1932. Más tarde, se descubrió que los elementos en la tierra son una mezcla de isotopos, habiendo unos radioactivos, que son capaces emitir radiaciones, y otros no, por ejemplo se conoce que el estaño posee 10 isotopos no radioactivos. Siendo el número másico presente en las tablas periódicas actuales el promedio del número másico de todos los isotopos presentes de aquel elemento. Con todos estos estudios se genero un nuevo concepto el de Radioactividad Natural, el cual es un fenómeno donde solo los elementos pesados están dotados y que consiste en la facultad de estos átomos en desintegrarse dando nacimiento a otro nuevo elemento y emitiendo radiación. Donde esta radiación esta dividida en 3 tipos: ∝, β y γ. El entendimiento de las propiedades de los átomos por parte de estos científicos desarrollo lo que se llama la Radioactividad artificial, donde estas radiaciones emitidas (neutrones) por átomos radioactivos chocan con núcleos de uranio ( Isotopo 235) rompiéndolo en dos fragmentos, donde se distribuye la masa de aquel, generando otro elemento, liberando 2 o más neutrones y gran cantidad de energía en forma de rayos gamma, y sí existen mas núcleos de uranio generan una reacción en cadena incontrolable (Bomba Nuclear) o controlable (Reactor Nuclear). Llamándose a este proceso fisión Nuclear. En el caso de la bomba nuclear por fisión, en donde ocurre una reacción en cadena incontrolable que genera una energía descomunal, es el lado oscuro de este descubrimiento, que atenta con nuestra propia existencia. Esto lo pudimos observar en Segunda Guerra Mundial, por parte de los Estados Unidos, donde fueron detonadas dos bombas nucleares arrasando con las ciudades de Hiroshima y Nagasaki (6 y 7 de Agosto de 1945). Ahora bien, el reactor nuclear es el lado amable de esta energía que durante el siglo XX y el presente es una de las promesas contra el calentamiento global, esta como ya mencionamos es la fisión nuclear controlada. Sus comienzos se remontan en las investigaciones de científicos tales como Fermi el cual creo en 1942 la primera pila atómica, utilizando grafito de alta pureza como moderador de la reacción. Basándose en la pila de Fermi, los reactores nucleares con moderadores de mayor tecnología han abastecido de energía a grandes ciudades. En algunos casos el proceso ocurre haciendo pasar agua a través del reactor, el cual la calienta, y el vapor mueve turbinas generando electricidad. La primera planta eléctrica construida que utilizaba combustible nuclear fue la de Calder Hall, en Cumberland (Gran Bretaña) en 1956. Los Estados Unidos por su parte construyeron en 1957, su primera central atómica industrial, la central de Shippingport, que generaba el triple de energía que la de Gran Bretaña, la cual proporcionaba energía eléctrica para la región de Pittsburg. Existe otra reacción llamada fusión nuclear, la cual es el impacto de 2 núcleos ligeros, esta ocurre en el sol. Los científicos no han podido controlarla como la fisión debido a que necesita enormes cantidades de energía para llevarse acabo. Lo único que ha podido realizar el ser humano con esta reacción es la bomba de hidrogeno, la cual la elevadísima temperatura inicial es dada por una bomba de fisión, iniciando así la reacción de fusión, de una energía inimaginable. Hasta antes de la década de 1980, la energía nuclear era una espada de doble filo que podía ser controlada por el criterio del hombre. En la guerra fría, se exploto en demasía este tipo de energía en tecnología militar tanto por Estados Unidos como la Unión de Republicas Sociales Soviéticas, las dos mayores potencias económicas de la época. Hubo muchas situaciones en donde la existencia de la humanidad dependía de aquellas dos potencias de ideologías políticas contrarias, las cuales por cualquier forma de amenaza de una contra la otra comenzarían una guerra nuclear. Más tarde la visión de que si realmente la energía nuclear es la luz del progreso y el desarrollo fue cuestionado, debido al desastre de Chernóbil (Ucrania) el 26 de abril de 1986. En donde probando nuevas formas eficientes de producir energía en el reactor nuclear W. Lenin se genero una detonación catastrófica matando a trabajadores de la misma en segundos y liberando uranio radioactivo al ambiente. Según testigos, que milagrosamente aun viven a pesar de la exposición a radiación, fue un espectáculo increíble, colores increíbles, el comienzo al infierno. Los niveles de radiación de las ciudades próximas eran estelares, personas que tenían quemadura que les carcomían la carne hasta los huesos y morían a los pocos días, y otras en que la radiación los mataba lentamente afectado su medula espinal o generando canceres mortales, ya que la radiación afectaba hasta la sangre que corría por sus venas. Las generaciones próximas de aquellas regiones, fueron afectadas por genéticamente, padeciendo diversas enfermedades futuras. Según informes posteriores, se evito una segunda explosión, que abría sido 10 veces mayor que la de Hiroshima, dejando Europa inhabitable. Es escalofriante lo que se puede generar, con la irresponsable utilización de los nuevos descubrimientos de la Naturaleza. Esperemos que con todo lo vivido tomemos conciencia y respetemos más que nunca los misterios e infinitos poderes de la Natura, compartiendo con las palabras de F. “Los Joliot-Curie con respecto a la energía nuclear: científicos y los técnicos no forman parte de una pequeña elite desligada de las contingencias practicas. Deben, como ciudadanos de la gran comunidad de los trabajadores, militar con éstos para asegurar una plena utilización de la ciencia con vista de paz y al bienestar de los hombres. Exigimos la prohibición absoluta del arma de agresión y exterminación masiva de los pueblos. Exigimos el establecimiento de un riguroso control internacional para asegurar la aplicación de esta medida de prohibición. Consideramos criminal al primer gobierno que utilizara el arma atómica contra otro país cualquiera.” (USA) Desastre de Chernóbil (26 de abril 1986) Bibliografía: - Los átomos: Biblioteca Salvat de grandes temas - Química inorgánica Alan G. Sharpe - Desastre de Chernóbil videos Discovery (1 al 10): - http://www.youtube.com/watch?v=dpGlefCXZAY (1) - http://www.youtube.com/watch?v=R9NC8b_Wd4Q&feature=related (2) - http://www.youtube.com/watch?v=rrPLP26oLPE&feature=related (3) - http://www.youtube.com/watch?v=96nlCWC-Vcc&feature=related (4) - http://www.youtube.com/watch?v=v4MHwCfABCk&feature=related (5) - http://www.youtube.com/watch?v=l480i_sI1Y0&feature=related (6) - http://www.youtube.com/watch?v=76J3HueeVpA&feature=related (7) - http://www.youtube.com/watch?v=lC3DDxU93CM&feature=related (8) - http://www.youtube.com/watch?v=wyPyfnPTKS0&feature=related (9) - http://www.youtube.com/watch?v=VR_8mgoCUJw&feature=related (10)
