Reacciones nucleare: Fusion-Fision
Reacción nuclear es el proceso por el cual un nucleo cambia su composion ganando o perdiendo neutrones.
Fision: La fision nuclear consiste en la divison de un nucleo pesado en dos nucleos de masa intermedias al ser bombardeado con una particula pequeña generalmente un neutrón.
En esta reacion se libera una gran cantidad de energía por la conversión de masa en energía (formula de Einstein). A su vez se desprenden más neutrones capaces de continuar con la reacción inicial. Si esta reacción de fision se puede controlar se obtiene un reactor nuclear que produce gran cantidad de energía en forma de calor que después se transforma en energía eléctrica. Si la reacción está descontrolada se produce una bomba atómica.
El uranio es el elemento que experimenta la fision mas fácilmente y sobretodo su isotopo 235, sin embargo se encuentra en la naturaleza en un 0,7 % de todo el uranio siendo el mas abundante el 238, por lo tanto el uranio 235 hay que concentrarlo obteniendo el uranio enriquecido.
Fusión nuclear: Consiste en la unión de dos átomos ligeros para dar otro más pesado siendo la masa de los productos menor que la masa de los reactivos desprendiéndose energía por defecto de la masa.
La fusión tiene la ventaja de ser más energética y además carece de residuos radioactivos. Sin embargo no hay centrales de fusión debido a que para que se producza se necesita que los nucleos choquen a gran velocidad con lo que se necesita una gran energía, que se consigue cuando la temperatura del gas es del orden de 100 millones de ºC estas solamente se consiguen en las estrellas, donde se producen esas reaciones. Una reacción de fusión fue utilizada despues de la segunda guerra mundial utilizando la energía de una bomba atómica. El resultado fue la bomba de hidrogeno.
Estabilidad nuclear:
De los mas de 1000 nucleos diferentes solo el 25% son estables. Se observa que cuando el número atómico es par existen más que cuando son impares. Tambien que los nucleos de número masico par son más abundantes que los de masa atómica impar y los núcleos estables tienen igual o mayor número de neutrones que de protones siendo los más abundantes los que guardan la relación 1,2 por encima de 1,6 ya no son estables. Lo que implica que la estabilidad de un átomo depende de la relación protón-neutrón.
Decaimiento exponencial y vida media:
La racioactividad consiste en la emisión expontanea de partículas por parte de núcleos de ciertos átomos. Es un proceso aleatorio por lo tanto es muy difícil de prever o predecir desintegrándose emitiendo partículas. Sin embargo si se puede aplicar leyes estadísticas a un número determinado de núcleos.
Así el número de núcleos de núcleos desintegrados le vamos a llamar dN que va ser directamente proporcional al nº de atomos presentes y al tiempo. De tal manera que : dN=-λ.N.dt
A medida que pasa el tiempo el número de núcleos que quedan es menor del que había inicialmente. La cte (λ) radioactiva depende de la naturaleza de la sustancia.
Al cociente del número de nucleos iniciales partido por el tiempo se le llama actividad radioactiva o velocidad de desintegración. La unidad es el Bq que equivale a desintegraciones por segundo.
Tiempo de semidesintegracion: Es el tiempo necesario para que una sustancia radioactiva se reduzca a la mitad.
Vida media: No se debe confundir con el periodo de semidesintegracion, ya que la vida media se representa con (τ). Es el tiempo de vida promedio de todos los átomos y se calcula como la inversa de la cte radioactiva.
