Balance energético de la fisión del

Balance energético de la fisión del
La reacción de fisión que estamos estudiando para la bomba atómica es:
Cualitativamente, describe un núcleo de uranio al que le lanzamos un neutrón. Si el neutrón
tiene más energía que la energía que mantiene unido el núcleo, este se fisiona en dos núcleos,
uno de cesio y otro de rubidio además de dejar libres dos neutrones.
Comprobamos la conservación de la masa de la reacción:
Masas atómicas (aproximados) en unidades de masa atómica:
La diferencia de masa atómica de la reacción es:
En nuestro caso:
Haciendo esta operación obtenemos que la diferencia de masa es:
Que el valor de la diferencia de masa sea positivo, implica que el producto tiene menos masa
que el reactivo. ¿Qué ha pasado con esa masa que ha desaparecido?
La masa que falta se ha convertido en energía. Podemos calcular cuanta energía libera la
reacción conociendo esa diferencia aplicando la famosa ecuación de Einstein:
Haciendo las conversiones oportunas, obtenemos que la energía liberada en cada reacción es:
Estimación de la energía liberada tras la explosión de la bomba Little Boy (Hiroshima)
La bomba atómica que se lanzó en Hiroshima durante la segunda guerra mundial fue llamada
Little Boy. Aunque la muestra de uranio que portaba era de 64 kg, solo 1 kg contribuyo a la
liberación de energía.
Hagamos una estimación de la energía que libera un kilo de uranio 235 utilizando los datos
obtenidos anteriormente.
Sabiendo que la masa atómica del
es
:
Aplicamos ahora un factor de conversión para saber el número de atomos de
1kg de muestra:
que hay en
Con
El resultado es:
Una vez que conocemos el número de átomos de uranio, multiplicamos cada átomo por la
energía que se libera cuando reacciona, obteniendo así una aproximación de la energía
liberada.
Que convertida a Julios (J):
La energía que se calcula que libero realmente la bomba es:
Como se puede observar, el orden de magnitud coincide, e incluso el valor es parecido, por lo
que este método nos permite hacer estimaciones razonables de las energías que pueden llegar
a liberar las bombas de uranio.