REACCIONES NUCLEARES

INTRODUCCIÓN

Además de las radiaciones cósmicas que desde el exterior llegan a la Tierra, nos encontramos que aquí mismo existen materiales que, de manera natural, emiten radiaciones. Esto nos lleva a un cuarto tipo de cambio en los materiales: las reacciones nucleares.

En las rocas, suelos y cuerpos de agua se encuentran minerales que están constituidos por elementos químicos que emiten radiactividad. Todos estos elementos, al emitir radiaciones, se van transformando en otros que pueden ser también radiactivos .Aunque parece extraño, los organismos están constituidos por algunos isótopos que son radiactivos. En el hígado tenemos cobalto 60, en los huesos se encuentra radio 226.

Los científicos han llegado al convencimiento de que existe una fuerza inmensa que no hace posible la repulsión de los protones y los mantiene unidos; a esta fuerza le han asignado el nombre de energía nuclear. Los procesos de fisión y fusión nuclear demuestran su existencia. La energía nuclear es aquella que se libera cuando se dividen ciertos tipos de átomos

En los reactores nucleares ocurre esto, pero en condiciones sumamente controladas; en cambio en las armas nucleares no hay control, de allí su gran poder destructivo. Al hablar del núcleo del átomo se dijo que la carga de electricidad positiva de los protones está equilibrada por la carga negativa de los electrones que giran a su alrededor a cierta distancia; eso es muy comprensible y está de acuerdo con el modelo que hemos aprendido acerca de la naturaleza eléctrica de la materia. Hay algo que resulta difícil de entender, es el hecho de que los protones se encuentren reunidos en un espacio extraordinariamente pequeño y aparentemente no se rechacen entre sí, como ocurre entre cargas iguales. Hay una fuerza increíblemente grande, poderosa, que mantiene unidos a esos protones, es la energía nuclear.

REACCIONES NUCLEARES

Las Reacciones Nucleares son aquellas donde se altera la composición de los núcleos atómicos liberándose enormes cantidades de energía.

Características de las reacciones nucleares

• Las reacciones nucleares son producidas por partículas nucleares.

• Las reacciones nucleares causan transmutación de los elementos, conversión de un átomo a otro.

• Las reacciones nucleares ocurren con cambios de energía que superan a las de las reacciones químicas.

• Las reacciones nucleares son independientes de las condiciones ambientales.

• La reactividad nuclear de un elemento es independiente de la forma en que se halle, bien sea libre o formando compuestos.

Clasificación de las reacciones nucleares

Las reacciones nucleares se clasifican en:

• Fisión nuclear

• Fusión nuclear

Fisión nuclear

Es un proceso de desintegración radiactiva de un núcleo inestable para producir núcleos menos pesados y más estables con la liberación de una enorme cantidad de energía.

Se logra mediante el bombardeo con partículas, generalmente neutrones, aceleradas con aparatos especiales tales como el ciclotrón, betatrón y sincrotón, que les proporcionan la energía cinética mínima necesaria como para que, al sufrir colisión con el núcleo, ocurra la ruptura, originando fragmentos atómicos y neutrones capaces de repetir el mismo proceso con otros átomos, produciendo de esta manera una reacción en cadena.

La primera fisión nuclear la logró el eminente científico italiano Enrico Fermi en el año 1.935, al bombardear uranio con neutrones térmicos. La liberación de energía provocada por el proceso de fisión nuclear constituye la base de las bombas atómicas y de los reactores nucleares.

Fusión nuclear

Es una reacción termonuclear en la que dos núcleos livianos (núcleos de átomos de elementos de masa pequeña) se combinan, a temperaturas extremadamente elevadas, para dar origen a nuevos elementos con masas mayores y liberación de enormes cantidades de energía

La fusión controlada de isótopos de hidrógeno parece ser una fuente de energía muy prometedora, por las siguientes ventajas:

• El combustible utilizado, deuterio, es abundante, ya que está contenido en todas las aguas de la naturaleza.

• El proceso es muy limpio, ya que no elimina desechos radiactivos, por lo que no constituye una amenaza para el ambiente

La bomba termonuclear no tiene límites de masa crítica y poder destructivo, la inmensa cantidad de energía que se desprende se mide, no en kilotones, como la bomba de la fisión nuclear, sino en cientos de megatones.

En la fisión y fusión nuclear sólo se altera la composición del núcleo; no así, la distribución de los electrones. La enorme cantidad de energía desprendida en el transcurso de estos procesos proviene de la masa de las partículas que intervienen en la reacción; es decir, una parte de la materia fisionable o fusionable se transforma en energía.

La primera bomba atómica detonada en el desierto de Los Álamos en 1945 liberó una potencia de 20 kilotones

Los fenómenos de radiactividad pueden ocurrir de manera natural o de manera artificial, es decir, por la intervención humana.

Radiactividad natural

Es el proceso mediante el cual los núcleos de ciertos elementos radiactivos pesados inestables sufren desintegración espontánea, con formación de nuevos núcleos correspondientes a nuevos elementos y liberación de energía.

Sometiendo estas radiaciones a cambios eléctricos, se descubrió que estaban conformadas por tres tipos de rayos, que fueron identificados con las tres primeras letras del alfabeto griego:

Los rayos Alfa: son idénticos al núcleo de helio (He), formado por dos protones y dos neutrones. Estos rayos pueden ser detenidos por la piel o por una hoja de papel; tienen carga positiva.º

Los rayos Beta: son semejantes a los electrones, tienen mayor penetración que los alfa, penetran la piel, pero son detenidos dentro del cuerpo; asimismo son detenidos por láminas metálicas. Son de carga negativa.

Los rayos Gamma: son una forma de radiación electromagnética. Su poder de penetración es tan grande que pueden atravesar una capa de concretode dos metros de espesor; son dañinos para los seres vivos y por esta razón hay que tener mucho cuidado al manipularlos.

Estas radiaciones, no pueden verse, escucharse, tocarse u olerse; pero pueden detectarse a través de una variedad de instrumentos.

Radiactividad artificial

Es el proceso mediante el cual

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