Energia Nuclear

REACCIONES NUCLEARES ENDOTÉRMICAS Y EXOTÉRMICAS

Las reacciones nucleares son procesos de combinación y transformación de las partículas y núcleos atómicos. Las reacciones nucleares pueden ser endotérmicas o exotérmicas, atendiendo a si precisan energía para producirse o a si la desprenden respectivamente.

En general la fusión de los elementos más ligeros como se producen en las estrellas liberan energía (reaccion exotérmica), y la fusión de los elementos más pesados absorben energía (reacción endotérmica), por esto para la fusión nuclear se utilizan elementos livianos que generan reacciones nucleares exotérmicas como el Deuterio que es un isótopo del Hidrógeno. En el caso de la fisión nuclear esto es al revés los elementos mas pesados al fisionarse liberan energía y los mas livvianosabsorven energía formando una reacción endotérmica, por esto, en el proceso de fision nuclear se utilizan elementos pesados como el Uranio en el cual al fisionarse, disminuye la masa de los subproductos de la reacción y generan una reacción exotérmica que liberan energía como es el caso de los reactores nucleares de Uranio y Plutonio.

La energía liberada en la mayoría de las reacciones nucleares es mucho mayor que en las reacciones químicas, porque la energía de enlace que mantiene unido un núcleo es mucho mayor que la energía que mantiene unido al núcleo con un electrón. Por ejemplo, la energía de ionización ganada con la adición de un electrón a un átomo de hidrógeno es 13,6 electrón-voltios menos de una millonésima de los 17 MeV liberada en la reacción DT (deuterio-tritio), reacción que se esta tratando de obtener en los reactores de fusión actuales. Las reacciones de fusión tienen una densidad de energía muchas veces mayor que la fisión nuclear, es decir, las reacciones producen mucha más energía por unidad de masa a pesar de que las reacciones de fisión individuales son generalmente mucho más enérgicas que las reacciones de fusión individuales, que a su vez son millones de veces más enérgicas que las reacciones químicas. Sólo la conversión directa de la masa de energía, como la causada por la colisión de la materia y la antimateria, es más energética por unidad de masa que la fusión nuclear.

Los elementos que liberan energía en las reacciones nucleares de fusión como dijimos son los elementos mas livianos esto se debe a que antes de que la fusión pueda tener lugar, debe superarse una importante barrera de energía producida por la fuerza electrostática. A grandes distancias dos núcleos se repelen entre sí debido a la fuerza de repulsión electrostática entre sus protones cargados positivamente. Si dos núcleos pueden ser acercados lo suficiente, sin embargo, la repulsión electrostática se puede superar debido a la interacción nuclear fuerte, que es más fuerte en distancias cortas.

Cuando se añade un nucleón como un protón o un neutrón a un núcleo, la fuerza nuclear atrae a otros nucleones, pero principalmente a sus vecinos inmediatos, debido al corto alcance de esta fuerza. Los nucleones en el interior de un núcleo tienen más vecinos nucleones que los de la superficie. Ya que los núcleos más pequeños tienen una mayor relación entre área de superficie y volumen, la energía de enlace por nucleón debido a la fuerza nuclear por lo general aumenta con el tamaño del núcleo, pero se aproxima a un valor límite correspondiente a la de un núcleo con un diámetro de cerca de cuatro nucleones.

2.2. FISIÓN NUCLEAR

Cuando se bombardea el uranio con neutrones, el mismo experimenta una fisión, dando como resultado la liberación de una gran cantidad de energía y una gran cantidad de productos en la que la suma de sus masas es menor que la masa

...