FISION Y FUSION
Fusión nuclear :
La fusión nuclear se produce debido a la unión de dos o mas nucleos de atomos ligeros en un solo nucleo de masa a mas elevada.
Siempre que hay dos nuckleos ligeros se unen para formar otro mas pesado la masa de este es menor a la suma de luz de os primeros la diferencia de masa, es decir, la parte de la materia faltante sea convertido en energía por ejempo : cuando se une un atomo de deuterio, isotopo del hidrogeno que tienen un proton y un neutrón en el nucleo con un atomo de tritio otro isotopo del hidrogeno conteniendo un proton y 2 neutrones en el nucleo se produce un atomo de hielo mas la emisión de un neutrón y liberación de energía equivalente ala masa perdida al producirse la reacción de la fusión nuclear entre el deuterio 1Hdos y el tritio 2Htres.
En virtud de que el hidrogenoy sus isotopos ( el deuterio y el tritio ) constituyen la mayor parte del agua, podemos decir que los océanos son inagotables fuentes de energía. No obstante, la fusión de los nucleos atomicos nose lleva acabo, pues por ser los nucleos de carga eléctrica positiva hay una natural fuerza de repulsión entre ellos. Para vencer esta fuerza se requieren altas temperaturas, de tal manera que una gran energía ayude alos nucleos a entrar en contacto y se produzca la fusión.
Las reacciones de fusión son las que mas energía pueden desprender, se producen en el sol y las estrellas en donde la energía necesaria para la fusión se obtiene como resultado de la agitación térmica provocada por las temperaturas de millones, de grados a las cuales se encuentran sometida la materia.
También en la bombatermonuclear H la fusión de los atomos de hidrogeno se obtiene debido ala temperatura tan grande que se produce en el aparato por el estallamiento previo de una bomba atómica de plutonio o uranio.
FUSION EN FRIO, ¿ MITO O REALIDAD ?
Aa principios de 1989, el mundo científico se estremeció ante al anuncio hecho por la universidad de Utah, en los estados unidos de que se aabia logrado la fusión nuclear en frio, es decir, ala temperatura ambiente.
El experimento que realizaron requerio de cuatro pequeñas botellas de plástico, cada una de ellas contenía electrones de platino y de paladio sumergidos en agua pesada ( agua en la cual el hidrogeno esta sustituido por su isotopo deuterio ). Los científicos de Utah reportaron que la fusión nuclear se presento en la celda electrónica. Asi pues, los descubridores de la fusión en frio aseguraron aver alcanzado este objetivo tan perseguido con un simple aparato de laboratorio y sobre todo trabajando a temperatura ambiente.
Después del anuncio hecho de la fusión en frio, cientos de laboratorios de todo el mundo tratan de reproducir el experimento para comprobar o returar los reportes de la universidad de Utah. En caso de que dicho experimento fuera una realidad, entraríamos a un mundo completamente nuevo, porque se tendría una fuente inagotable de energía a muy bajo costo, la cual revolucionaria la industria, los viajes espaciales, las estrategias de armas,los proyectos de defensa militar y el rompimiento de las diferencias entre los países que tienen energéticos y los que carecen de ellos. Sin embargo, a un hay serias dudas de la existencia de la fusión en frio, pues los pocos neutrones generados al reproducir el experimento proocaron que los detectores sean fácilmente engañados por la radicación presente, peter l. hagelstein, investigador del instituto tecnológico de massa chusetts,es su reporte sobre la fusión del nucleo del deuterio no se convierte en radicación o en partículas sobatomicas, si no de que manera directa entra en la estructura cristalina del elctrodo de paladio eventualmente manifiestandose como calor.
FISION NUCLEAR
La fision nuclear se produce cuando un nucleo de un atomo pesado es bombardeado por una particula incidente, especialmente por un neutrón, provocando su ruptura en dos fragmentos y muy rara vez en tres. Como se sabe los nucleos atomicos que se mantienen unidos a través de fuerza de intercambio de dichos nucleones. Estas fuerzas apenas son suficientes para mantener la cohesion de nucleo cuando este es muy pesado de dado a su gran cantidad de neutrones.
Es por ello que si un neutrón se impacta en un nucleo pesado este se deforma y se alarga hasta romperse generalmente en dos fragmentos, pues muy rara vez se rompr en tres, cada fragmento constituye y el nucleo de un elemento mas ligero.
Durante la desintegración se produce la emisión de varios neutrones libres que se encuentran en exceso en los núcleos nuevamente formados, y la liberación de energía por medio de radiaciones; estas, al irradiar la materia cercana, engendran calor aprovechable y equivalente a la energía que mantenía unido al nucleó pesado, así como a la perdida de masa original transformada en energía. Dicho fenómeno puede compararse con una gota de agua muy grande a la cual al agregarle mas agua se parte en dos o mas gotas pequeñas e independientes que adoptan la misma forma esférica de la gota original.
Los elementos mas usados para producir fisión nuclear son: uranio 235, cuenta con 92 protones y 143 neutrones y plutonio 239, con 94 protones y 145 neutrones.
Durante la fisión del uranio no siempre se producirá bario y criptón, sino que los pares producidos pueden ser bromo y lantano, estroncio y xenón, rubidio y cesio, cerio y selenio, yodo e iridio, entre otros; sin embargo, la suma de los protones de cada par, es decir, la suma de sus números atómicos será de 92. Muchos de estos números son isótopos radiactivos, por eso sufren desintegraciones hasta que, según su vida media, se transforma en núcleos de algún elemento estable.
Actualmente, las fisiones presentes en los reactores nucleares se logran mediante el uso de neutrones lentos, porque son los mas apropiados para multiplicar las fisiones del uranio 235 o plutonio 239. No obstante, como los neutrones que se liberan de la fisión son rápidos, pues viajan a unos 4 mil km/s, se requiere frenarlos hasta una rapidez de 2 km/s para poder mantener una reacción en cadena, ya que de otra manera atravesarían las barras de uranio sin ser absorbidas.
Para ello se interponen en las barras de uranio sustancias llamadas moderadores, las mas usadas son el grafito y el agua pesada formada por el deuterio, (isótopo del hidrógeno), y el oxigeno. Así pues, los neutrones rápidos al chocar con los núcleos del moderador pierden parte de su energía cinética, y al ser desviado se produce una nueva colisión siendo frenado nuevamente hasta que después de varios impactos alcanza la velocidad deseada con la cual puede provocar la fisión en el núcleo pesado del átomo.
Una reacción en cadena se produce después de que un neutrón ha bombardeado un núcleo pesado provocando su ruptura en dos fragmentos y la emisión de tres neutrones como máximo, estos a su vez inciden en otros núcleos pesados fraccionándolos de tal manera que una vez iniciada la reacción se desarrollara en cadena hasta que el ultimo núcleo pesado haya sido dividido.
En un reactor nuclear es importante controlar las reacciones de fisión, por eso se debe mantener un numero constantes de desintegraciones. Para ello, se utilizan barras de control construidas de cadmio, boro o hafnio, que al ser absorbentes de neutrones reducen el número de desintegraciones.
