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LICEO Confederación Suiza
GUÍA DE APRENDIZAJE
SECTOR: Química
NIVEL: 4°Medio
PROFESOR(A): Genny Astudillo Castillo
UNIDAD TEMÁTICA: Química Nuclear
CONTENIDO:
Fisión y fusión nuclear
OBJETIVO DE APRENDIZAJE: -
-
Identificar reacciones de desintegración nuclear.
Comprender procesos de fisión y fusión nuclear.
Instrucciones: EVALUACIÓN DE LA UNIDAD TEMÁTICA Radiactividad
INSTRUCCIONES
Lea atentamente la guía y luego responda en grupo máximo de 2 personas la actividad entregada al
final de la guía.
Para responder las preguntas puede respaldarse con información adicional del libro entregado por el
ministerio u otras fuentes de información pertinentes como internet, textos, facsímiles etc.
---- Debe indicarse claramente nombres y números de lista de los alumnos
integrantes del grupo.
---- El formato de presentación es hoja tamaño oficio o de cuaderno bien
presentado.
---- Recepción: persona designada por Coordinados Académico Sr. Luis
Astorga.
--- Sólo debes entregar el desarrollo de las actividades. Tú te quedas con la
guía de aprendizaje.
Esta guía la puedes resolver en dos partes.
Guía Fenómenos Nucleares y sus Aplicaciones.
Energía del núcleo atómico.
Algunos núcleos de determinados átomos son inestables, emiten partículas y/o
radiaciones electromagnéticas espontáneamente, este proceso es la radiactividad.
Cuando ocurre este proceso el núcleo se transforma, cambiando el número de protones y
neutrones, por tanto formándose núcleos distintos.
Henry Becquerel en 1896, observó por primera vez la radiactividad. Descubrió que los
minerales de Uranio eran capaces de velar una placa fotográfica en ausencia de luz
externa, por lo que concluyo que poseían la propiedad de emitir radiaciones
espontáneamente.
Los diversos elementos
radiactivos emiten distintas
radiaciones, algunos emiten
radiaciones más potente
que otros, cada una de las cuales transforma el núcleo de distinta manera.
Los tres Hidrógenos tienen igual Z pero distinto A; Hidrógeno común no tiene neutrones,
deuterio tiene 1 neutrón, tritio tiene 2 neutrones. Ejemplo
Cuando el Radio se somete a un campo magnético, se comprueba que existen 3 tipos de
radiaciones.
Una está formada por partículas (α) con carga positiva, otras por partículas (β), con carga
negativa; y el resto de la radiación no se ve afectada por el campo magnético ya que no
tiene carga, son los rayos ().
Radiación α
- Idéntica al núcleo de Helio.
- Tiene carga +2
- Posee masa igual a 4u.
- Bajo poder de penetración en la materia, puede ser detenida por una hoja de papel.
- Alto poder ionizante.
Radiación β
- Idéntica al electrón.
- Tiene carga -1
- Posee masa igual a 0,00005 u.
- Poder de penetración medio en la materia, pueden ser detenida por una lámina de
metal.
- Poder ionizante medio.
Radiación ϒ
- Idéntica a la luz de alta energía.
- No tiene carga.
- No tiene masa.
- Alto poder de penetración en la materia. (Atraviesa fácilmente la materia) puede ser
detenida por un bloque de cemento o concreto.
- Bajo poder ionizante.
En reactividad se ocupa mucho el término isotopos.
Isótopos: átomos de un mismo elemento, o sea de igual "Z"(número atómico), pero de
diferente "A"(número másico). Es decir difieren en "nº" (número de neutrones). Ejemplos:

12
6
C (carbono 12, muy abundante) y
14
6
C (carbono 14, radiactivo y muy escaso)
Ambos carbonos tienen igual Z pero distinto A; Carbono 12 tiene 6 neutrones,
carbono 14 tiene 8 neutrones. (Los neutrones se calculan restando A-Z)

1
1
H (hidrógeno común, el más común), 21 H (deuterio, muy escaso) y 31 H (tritio,
radiactivo)
Radioactividad: proceso nuclear espontáneo por el cual un átomo (radioactivo) se
transmuta en otro de Z distinto, produciendo una radiación (energía). Existen tres tipos
de emisiones radioactivas:
a) Emisión de partículas +: corresponde a núcleos de 42 He 2 , de carga positiva.
b) Emisión de partículas -: corresponde a electrones,
0
1
e  , de carga negativa.
c) Emisión de rayos : radiación electromagnética de alta energía (alta frecuencia o
baja longitud de onda) asociada a las otras dos emisiones y sin carga.
Ejemplos de emisiones radiactivas:
 Perdida de dos protones y dos neutrones (emisión de partícula +):
9
4
E

5
2
X +
4
2
He 2 + rayos 
Balance de A: 9 = 5 + 4
¡OBSERVA!
Balance de Z: 4 = 2 + 2
+
+ rayos 
Sabemos que se liberó una partícula alfa, porque de esa forma se conserva Z y A.
 Transformación nº p+ (emisión de partícula  -):
Balance de A: 9 = 9 + 0
Balance de Z: 4 = 5 - 1
9
4
E

9
5
X +
0
1
e  + rayos 
+
0 
1
e
¡OBSERVA!
+ rayos 
Sabemos que se liberó una partícula Beta, porque de esa forma se conserva Z y A.
 Transformación p+ nº (emisión de positrón (corresponde a una partícula con
0 
características de electrón pero de carga positiva. 1 e ):
9
4
E

9
3
X +
0
1
Balance de A: 9 = 9 + 0
e  + rayos 
¡OBSERVA!
Balance de Z: 4 = 3 + 1
0
1
e
rayos 
Sabemos que se liberó una partícula positrón, porque de esa forma se conserva Z y A.
Procesos de emisiones radiactivas.
Fisión Nuclear: Proceso que consiste en reacciones donde un núcleo pesado de un
átomo se divide en núcleos más pequeños, emitiendo una gran cantidad de energía en el
proceso.
Este tipo de reacciones se originan cuando un neutrón impacta el núcleo de un átomo. La
energía del neutrón provoca la fisión del núcleo, donde se originan dos núcleos menos
pesados que el átomo original.
El ejemplo del esquema demuestra, la fisión del U-235, donde tres neutrones son
liberados, estos neutrones chocan con núcleos de U-235 vecinos, ellos pueden estimular
la fisión de estos átomos y empezar una reacción en cadena nuclear.
Esta reacción en cadena es la base del poder nuclear. A medida que los átomos de
uranio siguen dividiéndose, la reacción libera una significativa cantidad de energía.
Ecuación de fisión nuclear:
Fusión Nuclear: Proceso en el cual núcleos muy ligeros se fusionan para formar núcleos
más pesado y estable, soltando energía en este proceso.
Las reacción es de fusión liberan enormes cantidades de energía.
Un ejemplo son las reacciones que ocurren en el sol y estrellas, donde las moléculas de
hidrógeno son fusionadas en helio y elementos más pesados dentro de las estrellas,
soltando energía que recibimos como luz y calor.
Ejemplo: Bomba de Hidrogeno, donde la fusión de dos isótopos de hidrógeno (deuterio:
H-2 y tritio: H-3) forman núcleos más pesados y liberan gran cantidad de energía.
Ecuación de fusión nuclear:
Ejercicios:
I.
Completa la siguiente transmutación radiactiva que se usa como método para
medir el tiempo geológico.
------------ 
II.
El
222
86
+
Rn es un gas noble radiactivo que se puede acumular peligrosamente en los
sótanos, debido a que es muy denso. Se obtiene a partir del elemento radiactivo
226
88
Ra . Completa la siguiente ecuación:
226
88
Ra 
222
86
Rn + .........
III.
De acuerdo la las ecuaciones planteadas anteriormente, une con flechas según
corresponda:
El elemento que se obtiene tiene el mismo A y
Emisión de partículas + (
4
2
He 2 )
un Z de una unidad menor.
Emisión de partículas - ( 01 e  )
Se obtiene un elemento con un A de 4 unidades
menor y un Z de 2 unidades menor.
Emisión de positrones ( 01 e  )
El elemento que se obtiene tiene un tiene el
mismo A y un Z de una unidad mayor.
IV.
Completa las siguientes reacciones nucleares:
V.
La Fusión Nuclear corresponde a la unión de dos núcleos y la liberación de
partículas - 01 e  ) o neutrones ( 01 n 0 ). Completa las siguientes ecucaciones de
fusión.
He 2 
a)
239
94
Pu +
b)
242
96
Cm + ............ 
c)
238
92
VI.
U
+
4
2
14
7
N

c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
k.
l.
245
98
Cf
1
0
n0
+ ............
............ + 4 01 n 0
Existen 3 Series Radiactivas Naturales, es decir sucesivas transformaciones
radiactivas que partiendo de un nucleo radiactivo se obtiene finalmente un
206
elemento estable. Una de esta serie comienza con 238
92 U y termina en 82 Pb no
radiactivo. Completa la secuencias de reacciones.
a.
b.
............ +
____
____
m.
n.
VII. Lea el párrafo y analice las preguntas.
“A fines de 1993, un grupo de científicos de la universidad de
Princeton (EEUU), luego de 20 años experimentando, lograron
implementar el primer reactor de fusión, llamado Tokomak, que
produjo en un segundo energía suficiente como para abastecer
todo un pueblo. ¡Tres millones de vatios!.
Esto fue posible gracias a la fusión entre núcleos de deuterio y
tritio.
Así, el deuterio promete ser el combustible del futuro: con 1 gramo
de deuterio se obtiene la misma cantidad de energía que con 4
gramos de uranio. Además la fusión no produce desechos
radiactivos ya que forma helio”.
a. Plantea la reacción que representa la fusión nuclear descrita.
b. Señale las ventajas que tiene el deuterio como combustible en contraste con el uranio
y el carbón.
c. Explica por qué la fusión del deuterio con el tritio es un procedimiento no
contaminante.
VIII. Completar la especie que falta en las reacciones nucleares e identificar si es
reacción de fisión o fusión nuclear.
Tipo de reacción:_______________
Tipo de reacción:_______________
Tipo de reacción:_______________
Tipo de reacción:_______________
Tipo de reacción:_______________
Tipo de reacción:_______________
Realiza un Ensayo “Consecuencias del lanzamiento de las bombas atómicas en
Hiroshima y Nagasaki