Muy penetrante que era capaz de ionizar el gas y provocar fluorescencia en él. Puesto que desconocía el origen de esta radiación, le dio el nombre de rayos X




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12.5 Reacciones nucleares: fisión y fusión



Las reacciones nucleares son reacciones en las que intervienen núcleos atómicos. Generalmente se producen al bombardear un núcleo con otros de menor tamaño y gran velocidad o con partículas subatómicas. La primera reacción nuclear fue producida por Rutherford, en 1919, al bombardear nitrógeno 14 con partículas alfa:

En estas ecuaciones se conservan tanto el número atómico como el número másico.

El uso de partículas alfa y protones como proyectiles para bombardear los núcleos presenta la desventaja de su repulsión electrostática. Los neutrones, en cambio, pueden entrar fácilmente en el núcleo al no tener carga eléctrica.
12.5.1 La fisión nuclear
Lgrupo 28a fisión nuclear es la división de un núcleo pesado en dos núcleos más ligeros al ser bombardeados por neutrones. En el proceso se liberan más neutrones y gran cantidad de energía. Estos núcleos son más estables, ya que tienen mayores energías de enlace por nucleón. Los núcleos no se dividen fácilmente, a pesar de que el núcleo pesado sea más inestable que sus productos de fisión. La fisión no es espontánea, requiere de una energía de activación que se obtiene por medio de la captura del neutrón.


Los neutrones liberados por la fisión de un núcleo pueden fisionar otros núcleos dando lugar a una reacción nuclear en cadena. En 1942, Fermi produjo la primera fisión nuclear en cadena controlada. Para ellos se introduce un material que absorbe el exceso de neutrones y evita que la reacción prosiga de forma explosiva. Es la que se lleva a cabo en centrales nucleares y en los generadores auxiliares de submarinos y cohetes.




En el caso de que no esté controlada, cada reacción liberará más de un neutrón capaz de producir nuevas reacciones. Estas crecerán de manera exponencial y si se desarrolla a gran velocidad, la liberación de energía será tan grande y tan rápida que se producirá una explosión gigantesca.




Para que los neutrones no escapen y puedan ser atrapados por los núcleos del material fisionable, debe haber una cantidad suficiente de material. A esta cantidad mínima, necesaria para producir la reacción en cadena, se le denomina masa crítica.
La fisión nuclear tiene un alto rendimiento energético: con 1 kg de uranio se obtiene la misma energía que con 2000 toneladas de petróleo. Sin embargo, la fisión presenta el riesgo de contaminación radiactiva y la dificultad de eliminar de forma rápida y segura los residuos.
12.5.2 La fusión nuclear
grupo 25
La fusión nuclear es la unión de núcleos más ligeros para formar núcleos más pesados; es el proceso inverso al de fisión nuclear. Cuando se unen dos núcleos ligeros, se obtiene un núcleo más estable, con mayor energía de enlace por nucleón y se libera energía.

En esta reacción se liberan aproximadamente 17.6 MeV por átomo, cantidad comparativamente mayor que la liberada en los procesos de fisión.
Tal como sucede en la fisión, para iniciar un proceso de fusión nuclear es necesaria una energía de activación. En el caso de la fusión, la energía necesaria para que los núcleos se unan venciendo las repulsiones electrostáticas es proporcionada por una energía térmica muy elevada, correspondientes a temperaturas superiores a 106 K.
Los núcleos de pequeño peso atómico (deuterio y tritio) son los más adecuados para producir la fusión nuclear.
Las reacciones de fusión, también llamadas termonucleares, tiene lugar de manera natural en el Sol y en las estrellas, gracias a las altas temperaturas y a la presión de su interior. De forma artificial, en cambio, el ser humano sólo ha conseguido la fusión en cadena de forma apreciable y con un alto rendimiento energético en las bombas de hidrógeno, donde la fusión se provoca mediante la explosión de una bomba atómica.

12.6 Los reactores nucleares
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