Fundamentos de la Fisión y Fusión Nuclear: Procesos, Energía y Aplicaciones
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Fisión Nuclear
La fisión nuclear es una reacción nuclear en la que un núcleo pesado se divide en otros dos más ligeros al ser bombardeado con neutrones. En este proceso se libera una gran cantidad de energía.
En 1938, los físicos alemanes Hahn y Strassmann consiguieron dividir el núcleo de uranio. El isótopo uranio-235 no se fisiona de forma espontánea; es necesaria una energía de activación que se obtiene de la captura de un neutrón por el núcleo.
Tipos de Procesos de Fisión
Los neutrones liberados por la fisión de un núcleo pueden fisionar otros núcleos, dando lugar a una reacción nuclear en cadena. Estos procesos se clasifican en:
Proceso Controlado
Si el número de neutrones liberados en la fisión es muy alto, se introduce un material que absorbe el exceso de neutrones y evita que la reacción prosiga de forma explosiva. Este principio se aplica en:
- Centrales nucleares.
- Generadores auxiliares de submarinos.
Proceso No Controlado
No existe ningún elemento controlador que absorba los neutrones en exceso, por eso la reacción tiene una forma explosiva. El ejemplo más conocido son las bombas atómicas.
Energía de Enlace y Masa
La energía de enlace es la energía que se libera cuando se forma un núcleo a partir de sus nucleones. Esta energía proviene de la masa, ya que parte de la masa de los nucleones se transforma en energía, lo cual se rige mediante la Ley de Einstein (E = Amc²).
Fusión Nuclear
La fusión nuclear es una reacción nuclear en la que dos núcleos ligeros se unen para formar otro más pesado. En el proceso se libera una gran cantidad de energía.
Requisitos y Ocurrencia Natural
Para iniciar un proceso de fusión es necesaria una energía inicial (energía de activación). Las reacciones de fusión tienen lugar de forma natural en el Sol y las estrellas gracias a las altas temperaturas que se alcanzan en su interior (temperaturas superiores a 10⁶ K).
Proceso No Controlado
El proceso de fusión no controlado se produce en la bomba atómica de hidrógeno (bomba H). Mediante una bomba atómica de fisión se alcanza la alta temperatura necesaria para llevar a cabo la reacción de fusión.
Energía y Ley de Einstein
La energía de enlace es la energía que se libera cuando se forma un núcleo a partir de sus nucleones. Esa energía viene de la masa, ya que parte de la masa de los nucleones se transforma en energía, y lo hace mediante la Ley de Einstein (E = Amc²).