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 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).
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.
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:
- Medicamento: La radiactividad resulta de la fisión nuclear. Por tanto, se utiliza en radiografías y tratamientos de tumores.
- 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.
- 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).
Ejercicios sobre fisión nuclear
Pregunta 1
(Ufal) La ecuación:
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)
B)
C)
D)
Alternativa correcta: d) .
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 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.