Fisión nuclear: que es, proceso, aplicaciones, fusión nuclear y ejercicios

La fisión nuclear es el proceso de dividir un núcleo atómico inestable en otros núcleos más estables. Este proceso fue descubierto en 1939 por Otto Hahn (1879-1968) y Fritz Strassmann (1902-1980).

La fisión nuclear del uranio es la más conocida, ya que es la más utilizada para la generación de energía a través de reacciones nucleares.

El proceso consiste básicamente en hacer que un neutrón golpee el núcleo de un átomo y este se parta en dos núcleos más estables y liberarán neutrones, que también llegarán a otros átomos provocando una reacción en celda.

Fisión nuclear
Esquema del proceso de fisión nuclear

Fisión nuclear y fusión nuclear

La fisión nuclear es la división de los núcleos de los átomos. Por ejemplo, cuando es golpeado por un neutrón (n), el átomo de uranio (U) puede romperse y generar átomos de bario (Ba) y criptón (Kr) y tres neutrones más (n).

espacio n con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más espacio U con 92 pre-subíndice con 235 espacio pre-superíndice flecha derecha espacio Ba con 56 pre-subíndice con 141 espacio pre-superíndice más espacio Kr con 36 pre-subíndice con 92 espacio pre-superíndice más espacio 3 n con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más espacio energía

La fisión nuclear de uranio puede liberar la energía de 8,107 kJ / g.

LA Fusión nuclear es el proceso opuesto a la fisión. En lugar de dividir el núcleo del átomo, el núcleo de dos o más átomos se une.

La reacción más común es la unión de dos isótopos del elemento hidrógeno (H). tritio1H3) y deuterio (1H2) se unen formando un átomo de helio (2él4), un neutrón (n) y que libera grandes cantidades de energía.

H con 1 pre-subíndice con 2 espacios pre-superíndice más espacio H con 1 pre-subíndice con 3 espacios pre-superíndice flecha derecha El espacio con 2 pre-subíndice con 4 espacio pre-superíndice más n espacio con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más espacio energía

Este es un proceso mucho más violento. La energía liberada es de aproximadamente 3,108 kJ / g. De ahí surge el funcionamiento de la bomba más destructiva del planeta: la bomba de hidrógeno.

Además, si bien es posible controlar la fisión nuclear, utilizada en reactores en centrales nucleares, no ocurre lo mismo con la fusión nuclear.

Aplicaciones de la fisión nuclear

La fisión nuclear se utiliza en las siguientes actividades:

  1. Medicamento: La radiactividad resulta de la fisión nuclear. Por tanto, se utiliza en radiografías y tratamientos de tumores.
  2. Producción de energía: La fisión nuclear es una alternativa en la producción de energía de una forma más eficiente y limpia, ya que no emite gases. Los reactores nucleares son capaces de controlar la violencia del proceso de fisión al ralentizar la acción de los neutrones para que no se produzca una explosión. Este tipo de energía que llamamos Energía nuclear.
  3. Bombas atómicas: Las bombas atómicas funcionan como resultado de procesos de fusión y fisión nuclear y tienen un alto poder destructivo. La reacción de fisión nuclear dio lugar al Proyecto Manhattan, creado con el propósito de construir armas nucleares.

Sin embargo, a pesar de sus ventajas y aplicaciones, la energía producida en las centrales nucleares da lugar a residuos nucleares.

Por tanto, el principal daño de la aplicación de la fisión es el riesgo de accidente por el uso de material radiactivo. El contacto con estos residuos puede provocar la aparición de diversas enfermedades, como el cáncer e incluso la muerte.

Esta situación se puede ejemplificar por Accidente de Chernobyl, que tuvo lugar el 26 de abril de 1986. Se considera el más grave en la historia de la energía nuclear comercial, provocando una enorme liberación de desechos nucleares.

También conozca el Bomba de Hiroshima.

proceso de fisión nuclear

El proceso ocurre como resultado de la incidencia del neutrón en el núcleo atómico. Cuando acelera el bombardeo del átomo que tiene un núcleo fisionable, se divide en dos.

Con esto, aparecen dos nuevos núcleos y se liberan hasta 3 neutrones y una gran cantidad de energía.

Los neutrones liberados pueden llegar a otros núcleos y dar lugar a nuevos neutrones. Por lo tanto, un reacción en cadena, es decir, un proceso continuo que libera una gran cantidad de energía nuclear.

Fisión nuclear de uranio

La reacción de fisión nuclear más conocida es la que ocurre con el uranio. Cuando uno neutrón con suficiente energía llega al núcleo de uranio, liberando neutrones que pueden provocar la fisión de otros núcleos. También se sabe que esta reacción libera grandes cantidades de energía.

A partir del uranio (U) se pueden formar varios productos, como bario (Ba), criptón (Kr), bromo (Br), lantano (La), estaño (Sn), molibdeno (Mo), yodo (I) e itrio ( Y).

n con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más espacio U con 92 pre-subíndice con 235 espacio pre-superíndice flecha derecha Espacio Ba con 56 pre-subíndice con 141 espacio pre-superíndice más espacio Kr con 36 pre-subíndice con 92 espacio pre-superíndice más 3 n espacio con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más n espacio de energía con 0 pre-subíndice con 1 pre-superíndice espacio más espacio U con 92 pre-subíndice con 235 espacio pre-superíndice flecha hacia la derecha Espacio Br con 35 pre-subíndice con 90 espacio pre-superíndice más espacio La con 57 pre-subíndice con 143 espacio pre-superíndice más 3 n espacio con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más energía n espacio con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más espacio U con 92 pre-subíndice con 235 espacio pre-superíndice flecha derecha Sn espacio con 50 pre-subíndice con 131 espacio pre-superíndice más espacio Mo con 42 pre-subíndice con 102 espacio pre-superíndice más 3 n espacio con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más n espacio energía con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más espacio U con 92 pre-subíndice con 235 espacio pre-superíndice flecha derecha I espacio con 53 pre-subíndice con 137 espacio pre-superíndice más espacio Y con 39 pre-subíndice con 97 espacio pre-superíndice más 2 n espacio con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más energía espacial

Ejercicios sobre fisión nuclear

Pregunta 1

(Ufal) La ecuación:

espacio n con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más espacio U con 92 pre-subíndice con 235 espacio pre-superíndice flecha derecha espacio Y con 39 pre-subíndice con 97 espacio pre-superíndice más espacio Cs con 55 pre-subíndice con 138 espacio pre-superíndice más 5 espacio n con 0 pre-subíndice con 1 pre-superíndice

representa una reacción de:

a) conversión catalítica.
b) desintegración radiactiva.
c) redox.
d) fisión nuclear.
e) fusión nuclear.

Alternativa correcta: d) fisión nuclear.

Cuando un neutrón (n) golpea un núcleo atómico inestable, como el uranio (U), se produce una ruptura y liberación de núcleos atómicos más estables. Los neutrones también producidos en esta reacción llegarán a otros núcleos provocando una reacción en cadena.

Pregunta 2

¿Cuál es la diferencia entre fisión y fusión nuclear?

Respuesta: Mientras que en la fisión nuclear hay una división de un núcleo atómico, en la fusión los núcleos atómicos se unen.

Pregunta 3

(Ufal) La fisión nuclear es la división de un núcleo atómico pesado e inestable que ocurre, por ejemplo, al bombardear este núcleo con neutrones, liberando energía. La alternativa que representa correctamente una ecuación de fisión nuclear es:

La) espacio n con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más espacio U con 92 pre-subíndice con 235 espacio pre-superíndice flecha derecha espacio Cs con 55 pre-subíndice con 144 espacio pre-superíndice más espacio Rb con 37 pre-subíndice con 90 espacio pre-superíndice más 3 espacio n con 0 pre-subíndice con 1 pre-superíndice

B) espacio n con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más espacio U con 92 pre-subíndice con 235 flecha de espacio pre-superíndice a la derecha espacio Ba con 56 pre-subíndice con 235 espacio pre-superíndice más espacio Rb con 36 pre-subíndice con 235 pre-superíndice

C) espacio n con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más espacio U con 92 pre-subíndice con 235 espacio pre-superíndice Flecha derecha Espacio U con 92 pre-subíndice con 238 espacio pre-superíndice más 3 n con 0 pre-subíndice con 1 pre-superíndice

D) espacio n con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más espacio U con 92 pre-subíndice con 235 espacio pre-superíndice flecha derecha espacio Ba con 56 pre-subíndice con 140 espacio pre-superíndice más espacio Kr con 36 pre-subíndice con 93 espacio pre-superíndice más 3 espacio n con 0 pre-subíndice con 1 pre-superíndice

Alternativa correcta: d) espacio n con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más espacio U con 92 pre-subíndice con 235 espacio pre-superíndice flecha derecha espacio Ba con 56 pre-subíndice con 140 espacio pre-superíndice más espacio Kr con 36 pre-subíndice con 93 espacio pre-superíndice más 3 espacio n con 0 pre-subíndice con 1 pre-superíndice.

El número de masa de un elemento corresponde a la suma de protones y neutrones. En el primer miembro de la ecuación tenemos 92 protones en el átomo de uranio, que corresponde al número atómico, y 143 neutrones, calculados restando el número de protones de la masa.

Z = p = 92

A = p + n = 235
n = A - p = 235 - 92 = 143

Además de los neutrones de uranio, tenemos un neutrón más que bombardeó el núcleo atómico y un total de 144 neutrones en el primer miembro.

En el segundo miembro de la ecuación, la suma de los números atómicos de bario (Ba) y criptón (Kr) totaliza 92 protones.

56 + 36 = 92

El número de neutrones del bario (Ba) es 84 y el criptón (Kr) es 57. Obtenemos estos valores restando el número de protones de la masa.

A = p + n = 140
n = A - p = 140 - 56 = 84

A = p + n = 93
n = A - p = 93 - 36 = 57

En el ser miembro tenemos 144 neutrones, ya que sumamos los neutrones de los dos núcleos atómicos con los tres liberados en la reacción.

84 + 57 + 3 = 144

Por tanto, la ecuación espacio n con 0 pre-subíndice con 1 espacio pre-superíndice más espacio U con 92 pre-subíndice con 235 espacio pre-superíndice flecha derecha espacio Ba con 56 pre-subíndice con 140 espacio pre-superíndice más espacio Kr con 36 pre-subíndice con 93 espacio pre-superíndice más 3 espacio n con 0 pre-subíndice con 1 pre-superíndice es correcta: 92 protones y 144 neutrones en cada miembro de la ecuación.

Vea las preguntas del examen de ingreso a la universidad sobre el tema en la lista que hemos preparado: ejercicios de radiactividad.

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