Fision y fusion nuclear [Modo de compatibilidad]

ENERGÍA NUCLEAR
• Una de las aplicaciones más importantes de la
energía nuclear es la producción de ENERGÍA
• El proceso más generalizado para obtener
energía a partir de los núcleos atómicos es la
fisión nuclear: que consiste en bombardear con
neutrones el núcleo atómico del isótopo
U-235, el cual para estabilizarse se rompe
generando núcleos de masa menor y liberándose
una ENORME CANTIDAD DE ENERGÍA.
http://www.youtube.com/watch?v=vyF_WNlRndY
Fusión y fisión
REACCIÓN NUCLEAR
CONTROLADA
• Para controlar la reacción en cadena, es
necesario evitar que los neutrones generados
penetren otros núcleos de Uranio, lo cual se
logra incorporando materiales que sean
capaces de absorber neutrones ( barras de
cadmio, boro y tantalio). De esta forma el
desprendimiento de energía es controlado,
lento y continuo. Estas se realizan en los
REACTORES NUCLEARES
TIPOS DE REACTORES
1.-Un núcleo combustible de uranio u otro
material fisionable
2.-Barras de control para absorber neutrones
3.-Moderador de grafito (disminuye la rapidez de
neutrones)
4.-Sistema de intercambio de calor (Na líquido o
agua)
5.-Blindaje exterior (pared gruesa plomo o
concreto absorbe rayos gamma)
FUSIÓN NUCLEAR
• Reacción en la cual núclidos de masa pequeña
se unen para generar un núclido de masa
mayor, con liberación de mayor cantidad de
energía que la fisión
• Se inicia la fusión solo con gran cantidad de
energía (temperaturas por encima de
100.000.000 de ºC)
• Estas reacciones generan energía en las
estrellas
• No deja residuos radiactivos difíciles de manejar
(se almacenan sin peligro)
Aplicaciones pacificas de la fisión
nuclear
• Generación de electricidad
1 gramo uranio obtiene la misma energía
que 2500kg de carbón.
• Impulsar buques y submarinos militares
• Utilizan neutrones para producir
radioisótopos e irradiar materiales con
fines de investigación científica y
tecnológica
¿Cómo nos afecta la radiación?
• Radiación no ionizante. Produce
excitación de la materia, los electrones
constituyentes de lo átomos o moléculas
se mueven a estados de mayor energía
• Radiación ionizante es la que produce
ionización de la materia, arranca un
electrón de una molécula o átomo para
formar un ion
Dosis de radiación
• Daños a las macromoléculas como el
ADN y todo el mecanismo portador de la
información genética de las especies
• Los daños pueden ser agudos y casi
inmediatos como:
• Quemaduras de la piel, hemorragias,
diarreas, infecciones o muerte.
• Efectos tardíos como cánceres y
generaciones siguientes
Unidades de radiación
• SI gray (Gy)
1 J por Kg de tejido
• Rad (medicina)
1Gy= 100rad
• Daño biológico
rem y sievert
1Sv=100rem
Recomendable 0,005 Sv por año
ISÓTOPOS RADIACTIVOS
• Se usan como trazadores en reacciones
químicas no biológicas y biológicas
• Son herramientas útiles para el diagnóstico y
tratamiento de enfermedades:
RADIOFÁRMACOS
I-131 (8,1 días) tiroides
Fe-59 (45,1 días) glóbulos rojos
P-32 (14,3 días) ojos, hígado y tumores
Tc-99 (6 hrs) corazón,huesos,hígado y
pulmones
Na-23 (14,8 hrs) sistema circulatorio
En la industria
• Radiografías de aleaciones para detectar
fallas, control de producción midiendo
espesor, control en el desgaste de los
materiales, estudios de detergentes,
detección de filtraciones o fugas,
generación de corriente eléctrica,
conservación de alimentos, esterilización
de instrumentos quirúrgicos.
En química
• Uso de trazadores en reacciones a
estudiar, análisis por activación neutrónica
para determinar vestigios de impurezas
(muy utilizado en ciencia espacial,
geología, ecología y medicina)
En medicina
• Detección de tumores (I-131 para la
tiroides, el Hg-197 para tumores
cerebrales, el Tc-99 para tumores
pulmonares)
• Tratamiento del cáncer (Co-60)
• Destrucción tumores (Cs-137)
• Tratamiento leucemia (P-32)
• Esterilización de instrumentos
• Marcapasos alimentado por Pu-238
• Y en el futuro corazón artificial alimentado
por radiactividad
En agricultura
• Trazadores para estudiar como absorben
los vegetales a los fertilizantes,
insecticidas y otros productos
• Aumentar la conservación de alimentos
• Obtener por mutaciones cereales más
resistentes y productivos
• Estudiar mejor la alimentación de los
animales aumentando la producción de
leche, huevos,etc.
En arqueología
• Determinar la edad de las plantas y
animales fósiles, de momias, etc. Con C14
ARMAS NUCLEARES
• 1945 Bombardeo Japón (12Kt) bomba A
EEUU y ex URSS 99% 15000megatones
• 1Kt=1000 toneladas deTNT
• 1Mt=1000000 toneladas de TNT
BOMBA A:
• fisión nuclear, combustible: U, Pu y Po o
mezcla de ellos. Libera gran cantidad de
energía y radiaciones. La mayoría
instaladas en cohetes llamados mísiles
Bombas H:
• fusión nuclear. Combustible H y He. Gran
liberación de energía.
• Para hacer explosión se somete a la
bomba a temperaturas de varios millones
de grados celsius; se consigue haciendo
explotar previamente una bomba A
PRO y CONTRA de energía
nuclear
Emisiones radiactivas.
• Contra: central nuclear siempre emite
radiaciones que afectan la salud y medio
ambiente
• Pro: las repercusiones ambientales no son
tan severas comparadas con otras centrales
de energía.
• Ej central termoeléctrica a C
Ocasiona 1000 muertes en 40 años y la
nuclear 2 muertes en 40 años
Accidentes:
• Contra: libera al medio ambiente
radiaciones peligrosas
• Pro: Probabilidad de que ocurra es baja
Desechos radiactivos:
• Contra: se han acumulado cientos de
toneladas. No hay métodos
suficientemente seguros
• Pro: Se realizan investigaciones para
almacenar mas seguros y métodos de
eliminación de material radiactivo.