Probablemente sepa que una de las formas de generar energía y electricidad es utilizar energía nuclear. Pero es posible que no sepa cómo funciona realmente. Hay dos procesos de formación de energía nuclear: Fisión nuclear y fusión nuclear.
¿Le gustaría saber qué es la fisión nuclear y qué se relaciona con ella?
Fisión nuclear
La fisión nuclear es una reacción química en la que el núcleo más pesado es bombardeado con neutrones. Cuando esto sucede, se convierte en un núcleo más inestable y se rompe en dos núcleos, cuyos tamaños son del mismo orden de magnitud. En este proceso Se libera una gran cantidad de energía. y se emiten varios neutrones.
Cuando los neutrones son emitidos por la división del núcleo, pueden causar otra fisión al interactuar con otros núcleos cercanos. Tan pronto como los neutrones causan otras fisuras, los neutrones que se liberan de ellos crean aún más fisuras. De esta forma se genera una gran cantidad de energía. Este proceso esta teniendo lugar en una fracción de segundo y se conoce como reacción en cadena. Los núcleos divididos liberan un millón de veces más energía que la quema de un bloque de carbón o la explosión de un bloque de dinamita de la misma masa. Por esta razón, la energía nuclear es una fuente de energía muy poderosa y se utiliza para altos requerimientos energéticos.
Esta liberación de energía ocurre más rápidamente que con una reacción química.
Cuando ocurre la fisión de neutrones y solo se libera un neutrón, lo que da como resultado una fisión posterior, el número de fisión por segundo es constante y las reacciones pueden controlarse bien. Este es el principio por el que funcionan Reactores nucleares.
Diferencia entre fusión y división
Ambas son reacciones nucleares que liberan la energía contenida en el núcleo de un átomo. Pero existen grandes diferencias entre los dos. Como ya se mencionó, la fisión nuclear es la separación del núcleo más pesado en otros más pequeños al chocar con neutrones. Lo contrario es el caso de la fusión nuclear. Es la combinación de granos más ligeros para crear uno más grande y pesado.
Por ejemplo, en la fisión nuclear, Uranio 235 (es el único isótopo que puede fisionarse y ocurre en la naturaleza) forma junto con un neutrón un átomo más estable que se divide rápida y uniformementen Bario 144 y Krypton 89más tres neutrones. Esta es una de las posibles reacciones que ocurren cuando el uranio se combina con el neutrón.
Los reactores nucleares que se encuentran actualmente, que se utilizan para generar energía eléctrica, funcionan en este proceso.
Para que se produzca la fusión nuclear, los dos núcleos más ligeros deben unirse para formar uno más pesado. En el proceso se libera una gran cantidad de energía. Por ejemplo, los procesos de fusión nuclear tienen lugar continuamente en el sol, en el que los átomos con menor masa se combinan para formar otros más pesados. Los dos núcleos más ligeros deben estar cargados positivamente y acercarse entre sí para superar las fuerzas repulsivas electrostáticas existentes. Esto requiere una gran cantidad de temperatura y presión. En nuestro planeta, como no hay presión en el sol, existe la energía necesaria que necesitan los núcleos para reaccionar y vencer estas fuerzas repulsivas. Se alcanzan mediante un acelerador de partículas.
Una de las reacciones de fusión nuclear más típicas consiste en combinar dos isótopos de hidrógeno, deuterio y tritio para formar un átomo de helio más un neutrón. Cuando esto sucede, hay altas presiones gravitacionales en el sol a las que están expuestos los átomos de hidrógeno y requieren temperaturas de 15 millones de grados Celsius para fusionarse. Cada segundo 600 millones de toneladas de hidrógeno se funden en helio.
Por ahora No hay reactores que funcionen con fusión nuclearya que es muy complejo restaurar estas condiciones. La mayor parte de lo que se puede ver es un reactor de fusión nuclear experimental denominado ITER, que se está construyendo en Francia y que busca determinar si este proceso de generación de energía es viable tanto tecnológica como económicamente mediante la realización de la fusión nuclear mediante confinamiento magnético.
Masa critica
La masa crítica es la menor cantidad de material fisionable Esto es necesario para que se pueda mantener una reacción en cadena nuclear y se pueda producir energía de manera constante.
Aunque se producen entre dos y tres neutrones en cada fisión nuclear, no todos los neutrones liberados pueden continuar con otra reacción de fisión, pero algunos de ellos se pierden. Cuando estos neutrones liberados por cada reacción se pierden a un ritmo más rápido se pueden formar partiendo, La reacción en cadena no será sostenible y se detendrá.
Por tanto, esta masa crítica depende de varios factores, como las propiedades físicas y nucleares, la geometría y la pureza de cada átomo.
Para tener un reactor en el que escapen la menor cantidad de neutrones, se requiere una geometría esférica, ya que tiene la menor superficie posible Se reduce la fuga de neutrones. Si el material que usamos para la fisión se confina con un reflector de neutrones, se perderán muchos más neutrones y se reducirá la masa crítica requerida. Eso ahorra materias primas.
Fisión espontánea
En este caso, un neutrón no necesita ser absorbido desde el exterior, pero en ciertos isótopos de uranio y plutonio con una estructura atómica más inestable, pueden dividirse espontáneamente.
Por lo tanto, en cada reacción de fisión nuclear existe una probabilidad por segundo de que un átomo pueda dividirse espontáneamente, es decir, sin que nadie intervenga. Por ejemplo, Es más probable que el plutonio 239 se divida espontáneamente que el uranio 235.
Con esta información, espero que sepas un poco más sobre cómo se genera la energía nuclear para generar electricidad en las ciudades.
