Trabajo de Radiactividad Química

[pic 1]Colegio Corazonista

Trabajo de Radiactividad

Química

Profesora: Patricia Goenaga

Estudiante: Ana María Perilla

Curso: 10D

9 de mayo de 2020, Bogotá

1. ¿Cómo funciona una planta de energía nuclear?

R/ Una planta de energía nuclear es una instalación industrial en la que se genera energía electica a partir de energía térmica producida por medio de reacciones físico-químicas, las cuales puede ser la fisión nuclear o la fusión nuclear (esta segunda no se usa mucho pues no es practicable actualmente a pesar de su desarrollo). Las plantas usan reactores con los cuales buscan usar el calor generado de la fisión nuclear para accionar las turbinas que generan la electricidad. El reactor que usen puede ser un Reactor nuclear de agua a presión (PWT) o un Reactor nuclear de agua en ebullición (BWR)

El proceso para producir la energía eléctrica en una planta de energía nuclear es:

1. Se obtiene la energía térmica a través de la fisión nuclear del núcleo del combustible nuclear, que es una reacción en la cual el núcleo de un átomo, usualmente del elemento químico uranio, al capturar un neutrón, se divide en varios núcleos de átomos más pequeños, con lo que se producen grandes cantidades de energía calorífica, así como residuos con un alto nivel de contaminación como el plutonio.
2. Se genera el vapor de agua usando la energía calórica obtenida anteriormente en el generador de calor del combustible nuclear.
3. Por medio del vapor de agua obtenido anteriormente se activan un conjunto de turbinas
4. Y por último se toma la energía mecánica producida por las turbinas para accionar el generador eléctrico, el cual se encarga de producir la electricidad.

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2. Explique porque ocurrió la explosión nuclear de Chernóbil

R/ La explosión ocurrió gracias a una falla en un experimento donde se buscaba comprobar si las medidas de emergencia de la planta funcionaban de manera adecuada. En este experimento se bajó la potencia del reactor, que es el recipiente donde se produce la fisión nuclear,  a 700mw ,cuando normalmente su potencia era de 3.200mw , para averiguar si la inercia de las turbinas sería suficiente para mantener la actividad hasta que se activara el generador de diésel ,  pero en este proceso se dio una gran acumulación de xenón-135 , el cual es uno de los subproductos de la fisión nuclear ,lo cual se junto con la mala colocación de las barras de control y esto llevo a que la potencia del reactor bajara a 30mw , pero al ser la potencia del reactor tan baja era muy difícil  controlarlo , así que decidieron colocar de manera manual las barras de emergencia, las cuales son barras hechas de boro con una punta de grafito , con las cuales se busca por medo del boro desacelerar la reacción , pero debido a que estas tuvieron una falla solo se alcanzó a introducir la puta de grafito, lo cual generó que se aumentara el proceso de fisión nuclear, lo que conllevo a que se incrementara la potencia del reactor a 33.000 mw , generando un aumento en la energía calórica que este produce , lo que hizo  que el reactor produjera más vapor de agua del que podía ventilar , aumentando con esto la temperatura y la presión en el reactor , lo que causo una explosión  que rompió las líneas de combustible e hizo volar el techo del reactor. Luego de esto de dio una segunda explosión que arrojó trozos de grafito en el área circundante y comenzó a propagar la radiación.

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1. ¿Qué ventajas y desventajas presentan las plantas nucleares?

R/         Ventajas:

• Estas plantas producen una gran cantidad de energía eléctrica, más que sus rivales que usan el carbón o el petróleo como fuente
• No contaminan directamente a la atmósfera, a causa de que no se producen gases de efecto invernadero
• No dependen de los combustibles fósiles, por lo cual se reduce la dependencia del petróleo
• Generan una producción constante de energía pues no depende de ningún factor natura.
• Producen energía de una forma más económica que las plantas que usan combustibles, pues pueden obtener una gran cantidad energía de una cantidad muy pequeña de uranio.

Desventajas:

• Aumenta la dependencia del uranio ya que esta es la materia prima que usan para la generación de energía, el cual se sobrexplota y se puede agotar al no ser un elementó renovable

•  Estas centrales producen residuos tóxicos y radiactivos que pueden causar enfermedades
• El almacenamiento de residuos radioactivos es un gran problema, pues son elementos que duran mucho tiempo en perder su radiactividad y peligrosidad, y solo existen soluciones de confinamiento, pero no se pueden hacer desaparecer.
• Los accidentes de las plantas nucleares traen consecuencias catastróficas y aunque estas tienen un buen sistema de seguridad, siempre hay un riesgo de que haya algún problema
• Estas plantas permiten la creación de armas nucleares, al generar energía nuclear, las cuales son muy peligrosas y se aumenta el riesgo de un ataque nuclear.

1.  ¿Qué otras explosiones de plantas nucleares han ocurrido en el mundo (fecha, lugar…)?

R/

• Accidente nuclear de Fukushima: Ocurrió el 11 de marzo de 2011 en Okuma, Japón. Fue causado por un terremoto que desencadeno en un tsunami que afecto el sistema de refrigeración del núcleo del rector central y causo varias explosiones e incendios.
• Accidente nuclear de Mayak: ocurrió el 29 de septiembre de 1957 en Ozyorsk , Rusia . Se causo debido a que el sistema de enfriamiento en uno de los tanques falló y no se reparó, por lo cual la temperatura en él comenzó a elevarse, lo que provocó la evaporación y una explosión química de los desechos secos que este poseía, no hubo víctimas, pero si emitió una gran cantidad de radiactividad
• Accidente nuclear en Goiania: Ocurrió el 13 de septiembre de 1987 en Brasil. Lo que sucedió fue que dos personas robaron una fuente radiactiva medica y le extrajeron una capsula de cesio de su cascara de protección, por lo que se convirtió en una fuente radiactiva de cesio-137 la cual fue manipulada por varias personas y al liberar radiactividad causo la muerte de 4 personas y lastimo a otras 28.

• Accidente nuclear en la central nuclear de Three Mile Island: Ocurrió el 28 de marzo de 1979 en Estados Unidos. Ocurrió a causa de una falla técnica en la central donde se produjeron datos erróneos, lo que genero que el personal de la central cometiera errores muy graves, generando daños muy graves en el núcleo del reactor nuclear, lo que hizo que este tuviera un escape de productos radiactivos al exterior
• Accidente nuclear en Windscale Pile: Ocurrió el 10 de octubre de 1957 en Gran Bretaña. Sucedió debido a un aumento en la temperatura del reactor nuclear que desencadeno un incendio del mismo que conllevo a la liberación de material reactivo en la zona que estaba alrededor de esta central.
• Accidente nuclear de Tokaimura: Ocurrió el 30 de septiembre de 1990 en Japón. Se dice que se causo por una falla humana. Este accidente libero pocas cantidades de radiactividad, pero causo grandes daños a los equipos y las barrearas biológicas, además de la gran exposición a radaictidad a que se vieron sometidos los trabajadores.
• Accidente nuclear en la central de Saint Lauren Des E Aux: Ocurrió el 13 de marzo de 1980 en Francia en el rio Loire. Lo que sucedió fue que dos elementos de uranio natural que formaban parte del núcleo del reactor se fundieron a causa de un fallo en el sistema de enfriamiento, lo que provocó graves desperfectos en el reactor lo que permitió que se liberara radiación de este causando una irradiación a las instalaciones que estaban alrededor de la central, cuya descontaminación duro casi cinco meses.
• Accidente nuclear del reactor RA-2: Ocurrió el 23 de septiembre de 1983 en Buenos Aires, Argentina. Fue causado principalmente por que cuando se estaba haciendo un experimento para aplicar la técnica de fuente pulsada, inicialmente no se removió totalmente el líquido moderador del tanque lo que dio paso a varios errores en el procedimiento. Todos estos errores generaron un aumento en la velocidad de la fisión nuclear lo que permitió que se liberara una potencia de 10 mj en forma de radiación. El operador murió a causa de su exposición y otras personas resultaron afectadas por esto mismo.

1. ¿Qué es un contador Geiger y para qué sirve?

R/ Un contador Geiger es un instrumento inventado por el físico alemán Hans Geiger y su compañero neozelandés Sir Ernest Rutherford en 1908.Este se usa  para medir la radiactividad de un objeto o lugar y permite detectar tanto  partículas como radiaciones ionizantes.

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1. Escriba brevemente la biografía de:  a) Enrico Fermi     b) Lise Meitner    c) otto Hans

1. Enrico Fermi:  Nació el 29 de Septiembre de 1901 en Roma, Italia y falleció el 28 de noviembre de 1954 a los 53 años de edad a causa de un cáncer de estómago en su casa de Chicago .  Fue un gran físico italiano conocido por haber desarrollado el primer reactor nuclear y sus aportes a la teoría cuántica. Su vida científica se divide en dos etapas la primera entre 1922 y 1932 donde se enfocó en la física atómica y molecular. En 1927 aplicó la "estadística de Fermi" a los electrones que se mueven en torno al núcleo del átomo, con lo cual estableció un método aproximativo para el estudio de muchas cuestiones atómicas llamado el método de Thomas-Fermi, además fue nombrado profesor de la universidad de Roma y ayudo a convertirla en uno de los centros más importantes de investigación. La segunda etapa de da entre 1933 y 1949, y estuvo dedicado a la física nuclear.

En esta comenzó en 1934 su investigación sobre  la radiactividad artificial bombardeando elementos con neutrones y  gracias a este trabajo, le concedieron en 1938 en Premio Nobel de Física. Decidió emigrar a Estados Unidos con su familia donde fue profesor de física en la Universidad de Columbia. Luego en diciembre de 1942 logró la primera reacción controlada de fisión nuclear en cadena, y hasta el fin de la II Guerra Mundial (1939-1945) trabajó en el desarrollo de la bomba atómica en Los Álamos, pero por razones éticas al final se opuso a la construcción de esta.  El elemento fermio, que fue producido en forma sintética en 1952, fue nombrado en su honor.

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