energía liberada en procesos de fisión y fusión nucleares y su

IES Los Álamos
Departamento de Física y Química
ENERGÍA LIBERADA EN PROCESOS DE FISIÓN Y FUSIÓN NUCLEARES Y SU RELACIÓN
CON LA ENERGÍA DE ENLACE POR NUCLEÓN
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María Ginés
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Os he puesto esta otra gráfica en la que se ve mejor la primera parte de la gráfica.
Esta es la gráfica en la que se representa la energía de enlace por nucleón frente al nº másico. Es la
que tenéis en el libro.
Si os fijáis, la energía de enlace por nucleón del
es mucho menor que la del
, por lo que la
energía que se libera en el proceso de fusión es muy grande, bastante mayor que en el proceso de
fisión de un núcleo de uranio (mirad la parte de la primera gráfica)
VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA FISIÓN Y DE LA FUSIÓN
Los inconvenientes de los reactores de fisión son los siguientes:
1. por un lado la gravedad de los accidentes en el caso de producirse, ya que, además del efecto
de una explosión termonuclear, los efectos contaminantes de los residuos radioactivos
afectarían a amplias zonas durante largos periodos de tiempo;
2. el alto coste y peligrosidad en el transporte y almacenaje del combustible nuclear, que
generalmente es uranio enriquecido;
3. el transporte y, sobre todo, almacenaje de los residuos radiactivos, que conservan su actividad
durante cientos de años y son muy perjudiciales para la salud y el medio ambiente;
4. el fuerte impacto ecológico de las centrales abiertas que necesitan cauces de agua corriente en
la pueden elevar significativamente la temperatura, con importantes repercusiones en la flora y
la fauna locales
Las ventajas de la fusión frente a la fisión son abrumadoras:
1. se produce mucha más energía;
2. los reactivos se encuentran fácilmente en la naturaleza; 30L de agua de mar contienen 1g de
deuterio capaz de liberar el equivalente a 10.000L de gasolina;
3. el residuo de la reacción es He, que es completamente inerte y por lo tanto se puede liberar en
la atmósfera.
Los inconvenientes para el uso de las centrales nucleares de fusión son;
1. problema de los accidentes, que provocarían una explosión mucho más devastadora que la de
una central de fisión;
2. impacto ambiental, al igual que en las centrales de fisión;
3. actualmente no se puede conseguir la fusión de forma económica, es decir cuesta más energía
conseguir que se unan los núcleos que la energía que se obtiene.
El principal problema es conseguir que los núcleos de hidrógeno, deuterio y tritio colisionen y
permanezcan unidos. Se requieren elevadas temperaturas y el confinamiento de los núcleos en
volúmenes reducidos. Si se consiguiese rebajar la temperatura de activación (fusión fría) se podría
obtener una energía limpia, barata y relativamente segura.
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APLICACIONES DE LA RADIACTIVIDAD Y DE LAS REACCIONES NUCLEARES.
1. Utilización de los radioisótopos
Los isótopos radiactivos tienen otras muchas aplicaciones aparte de las puramente energéticas:
Medicina: diagnóstico y trazadores, radioterapia, esterilización de material quirúrgico, etc.
Industria: radiografía de piezas metálicas y de soldadura en elementos de responsabilidad, medida
precisa de espesores y niveles, trazadores, catalizadores en reacciones químicas, irradiación de
alimentos para su conservación, etc.
Investigación: datación mediante el carbono 14, trazadores en bioquímica, etc.
Doméstico: detectores de humos, pararrayos.
El primer uso que se hizo de la energía nuclear no fue, como ya sabéis, como medio de
obtener energía, sino militar. Las bombas atómicas usan la energía contenida en los núcleos para la
destrucción masiva de extensas zonas. Aparte de la explosión termonuclear, dejan residuos
radiactivos que producen enfermedades durante cientos o miles de años. Las bombas lanzadas
sobre Hiroshima y Nagasaki el 6 y 9 de agosto de 1945 produjeron una bola de fuego de 3Km de
diámetro, calcinaron totalmente la materia en un radio de 20Km y originaron un embudo en el
suelo de 100 m de profundidad y 4Km de radio, siendo su potencia equivalente 50 megatones (50
millones de toneladas de TNT). Las bombas causaron la muerte directa de 114.000 personas y
secuelas directas o indirectas a los descendientes que todavía perduran. Los misiles nucleares
actuales son mucho más potentes que las primeras bombas atómicas. Durante la Guerra Fría la
Unión Soviética tenía armas de destrucción masiva suficientes para arrasar toda vida sobre la tierra
dos veces y los Estados Unidos de América diez veces. Actualmente otros países como Francia,
China o Corea del Norte también disponen de armas nucleares.
2. Efectos biológicos de las radiaciones
Las radiaciones causan efectos diversos sobre los seres vivos. Los efectos de las radiaciones
dependen de varios factores:
 del tejido u órgano irradiado;
 del tiempo de exposición;
 la intensidad de la radiación;
 del tipo y energía de la radiación.
En pequeñas dosis controladas las radiaciones pueden ser beneficiosas:
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 La luz solar que produce la vitamina D en las personas.
 Las plantas aprovechan la luz del sol para realizar la fotosíntesis.
 Determinados tipos de cáncer se pueden curar aplicando radioterapia, que es la radiación
intensa pero breve de las zonas afectadas para la destrucción de las células cancerosas.
 Las radiografías permiten a los médicos observar huesos u otras partes del organismo.
Si las dosis son elevadas o prolongadas los efectos para la salud pueden ser muy perjudiciales. Los
órganos del cuerpo humano que contienen células que se regeneran se ven afectados por las
radiaciones que pueden interferir en los procesos de división celular. Los efectos de un exceso de
radiación en el cuerpo van desde las quemaduras hasta la destrucción de las cadenas de ADN de las
células con el consiguiente riesgo de cáncer.
Por último, las radiaciones más penetrantes son las emisiones gamma, por lo que es necesario
blindar los lugares donde se producen con gruesos muros de hormigón o planchas de plomo. La
radiación alfa, en cambio, es detenida fácilmente, de hecho ni siquiera atraviesa la piel, pero si es
ingerida en alimentos que permanecen en el cuerpo, como la leche por ejemplo, puede ser muy
peligrosa al estar directamente en contacto con las células.
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