ASPECTOS NOCIVOS DE LA BOMBA ATÓMICA

ASPECTOS NOCIVOS DE LA BOMBA ATÓMICA.

Los productos de la creación de la fisión del U235, son muy variados, se producen elementos ricos en neutrones que son radiactivos, capaces de emitir constantemente partículas b , hasta estabilizarse.

La destrucción que puede provocar una bomba atómica, se debe:

• Se liberan gran cantidad de calor aproximadamente 1 x 107 oC, temperatura capaz de provocar combustión.

• Se producen elementos radioactivos perjudiciales para la vida de los vegetales, de los animales y del hombre, como el Estroncio que es capaz de destruir la forma ósea de cualquier ser vivo por acumulación de este elemento en los huesos, ya que sustituye al Calcio.

REACCIONES DE FUSION O REACCIONES TERMONUCLEARES.

Este tipo de reacciones se llevan a cabo en el sol y en las estrellas, produciendo la energía solar y estelar.

Cuando se unen dos ó más núcleos de átomos ligeros, para formar un nuevo núcleo más pesado y por lo tanto más estable, se lleva a cabo una reacción de fusión nuclear. Al producirse esta reacción hay una pérdida de masa, que origina una gran cantidad de energía al entrar en contacto con el oxígeno del aire. Esta transformación de masa a energía se observa en la actualidad en la bomba de hidrógeno en la que todas las reacciones que intervienen se llevan a cabo a temperaturas muy altas.

REACCIONES DE FISIÓN NUCLEAR

La fisión nuclear implica la separación de un núcleo pesado en dos o más fragmentos de tamaño intermedio con la emisión simultánea de algunos neutrones. La fisión inducida por neutrones es la más importante y se observa tanto con neutrones lentos, como con neutrones acelerados. Se ha observado que la fisión entre ciertos núcleos aumenta cuando está presente un material como la parafina y se ha pensado que los neutrones rápidos son desacelerados por las colisiones con los átomos de hidrógeno y que las energías finales de los neutrones equivalen a las de las moléculas gaseosas que se mueven como resultado de la energía cinética. Estos neutrones se designan como neutrones térmicos.

l proceso de fisión se desarrolla, entre los neutrones térmicos y el núcleo. Se considera que los neutrones rápidos pasan de frente en un átomo sin llegar al núcleo y que en cambio los neutrones térmicos son capturados por el núcleo. Cuando un neutrón térmico es capturado se forma un núcleo excitado el cual entonces se fisiona.

Es probable que la fisión no ocurra sino simplemente sean reacciones con emisión de protones y neutrones.

La fisión nuclear representa una autentica promesa de fuente de energía en el futuro y por ello implica conocer la energía de enlace que hay en el núcleo. La energía de enlace de un núcleo puede ser considerada la energía requerida para separar los nucleones del núcleo o la energía liberada por la formación hipotética del núcleo por la condensación de nucleones individuales. La energía de enlace de un núcleo puede ser calculada de la diferencia entre la suma de la masa de los nucleones del núcleo. La energía equivalente de esta masa es

0.320 u x 931 MeV/u = 298 MeV

La magnitud de la energía de enlace de un núcleo dado indica la estabilidad de ese núcleo hacia la desintegración radiactiva. Para propósitos de comparación, los valores estarán dados generalmente en términos de energía de enlace por nucleón, y los valores más grandes son característicos de los núcleos más estables. La energía de enlace por nucleón en caso del 35Cl17 es

298 MeV = 8.51 Mev

35 nucleones

El número de masa se traza en comparación con la energía de enlace por nucleón para los núclidos. Analizando la curva resultante muestra que los núclidos de masas intermedias tienen valores mayores de energía de enlace por nucleón que los núclidos más pesados. Así la fisión de 235U92 produce núcleos ligeros con mayores valores de energía de enlace/nucleones y se libera energía; la suma de las masas de los productos de una reacción de fisión es menor que la suma de las masas de los reactivos. Una fisión típica de un núcleo sencillo de 235U92 libera aproximadamente 200 MeV.

RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL

Las radiaciones artificiales se pueden realizar bombardeando átomos con partículas alfa, neutrones, rayos gama, protones y núcleos de elementos ligeros. Para efectuar estos bombardeos se utilizan aceleradores de partículas, tales como el ciclotrón, el beatrón gama, el acelerador lineal, etc.

DEFECTO DE MASA

Los núcleos de los elementos tienen por lo regular masas más pequeñas que la suma de las masas de las partículas que los constituyen, un átomo de 4He2 tiene una masa experimental de 4.0028 upa que no es igual a la suma de la masa de sus constituyentes, como se puede ver en el siguiente cálculo:

En He hay masa protón masa del neutrón

2p + 2n 2 x 1.00797 + 2x1.00867= 4.0330

2 x masa del protón + 2x masa del neutrón

La diferencia de masa entre el átomo de helio y las masas de sus constituyentes es:

Dm = 4.0330 – 4.0028 = 0.0302 upa

upa = masa en gramos.

Dm es llamada defecto de masa y representa la pérdida de masa durante la formación del núcleo. Ello no representa violación alguna a la ley de la conservación de la materia, sino la conversión de la materia en energía.

La energía equivalente del defecto de masa se llama energía de enlace y se define como la energía liberada en un proceso imaginario cuando las partículas nucleares se unen para formar el núcleo procedente de grandes distancias con energías cinéticas de consideración. El defecto de masa se puede medir y convertir en energía equivalente, fácil de calcular según la ecuación de Einstein donde:

Por ejemplo, en el helio el defecto de masa es de Dm = 0.0302 upa lo cual se puede convertir en energía aplicando la ecuación anterior, si la masa se expresa en gramos y la velocidad de la luz en cm/seg. La energía resultante se da en ergios y al sustituirse tenemos:

E = 0.0302 g x (3x1010 cm / seg )

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6.023 X 10-23 átomos

E = 4.52 x 10 –5 ergios / atomos.

La energía en procesos nucleares se expresa en millón electrón voltios y la equivalencia

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