Fisino Nuclear-UB -15

7/23/2019 Fisino Nuclear-UB -15

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Fisin Nuclear


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Fermi y sus colaboradores expusieron elementos a flujos de

neutrones

Muchos elementos decaan por emisin beta, para compensar

el exceso de neutrones

La energa producida depende mucho de la reaccin concretapero tpicamente podemos decir que es del orden de 200

MeV. Esta puede parecer una cantidad pequea, pero no lo

es tanto si tenemos en cuenta que en un mol de materia !"#$

gr en el %ranio natural& hay '()"" *)"#n+cleos(

ntroduccin


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Qu es la fisin nuclear y

cules son sus productos?

La fisin nuclear esla divisin del ncleo atmico en

dos ncleos ms lieros con la consecuente liberacin

de energa(

E-entualmente se producen algunos neutrones y radiacinelectromagn.tica en el rango de energas de los rayos

gamma(


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!unta ener"a se produce y

en qu forma se disipa?

La energa producida depende de la reaccin pero podemos decir que es del

orden de ")) Me/(

Esta energa se reparte entre la energa cin.tica de los fragmentos emitidos y

la energa interna de excitacin que se libera r0pidamente en la forma de

radiacin gamma(El %1"#2 se encuentra de forma natural en un mineral

llamado #ec$%lendaque contieneun gramo de %ranio por cada 3ilogramo

de mineral(

El %ranio natural es una me4cla de distintosisotopos, siendo el mayoritario el %1"#$ !ya

que es el isotopo que tiene la -ida media m0s

larga&(


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&i el ncleo esta formado por protones

y neutrones' por qu solo se emiten neutrones?

En la fisin se producen neutrones aparte de los dos fragmentos ya

que debido al balance de la llamada ener"a de simetr"a y

larepulsin !oulom%ianalos n+cleos atmicos ligeros tienen

tendencia a tener el mismo n+mero de protones que de neutrones

!lnea de estabilidad&( Ese balance se rompe en fa-or de la repulsin

5oulombiana en los n+cleos pesados haciendo que estos tengas mas

neutrones que protones(


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6adiacti-idad producida por

los productos de la fisin

En la fisin, donde un n+cleo pesado se rompe en dos ligeros hay por

tanto une(ceso de neutrones en los fragmentos ligeros que se elimina

emitiendo los neutrones(

En la fisin se producen, en un primer momento, neutrones y radiacin

gamma( Los n+cleos hijos resultantes no tienen por que se los m0s

estables y por tanto podr0n desintegrarse emitiendo electrones o

positrones mediante la desintegracin beta !tambi.n puede darse captura

electrnica, o un tipo distinto de desintegracin beta&

!-er lin3 para ilustrar la idea&

http788999(fisicahoy(com8sites8all8themes84en8s9f8taller:fision8nucleo(s9f
http://www.fisicahoy.com/sites/all/themes/zen/swf/taller_fision/nucleo.swfhttp://www.fisicahoy.com/sites/all/themes/zen/swf/taller_fision/nucleo.swf


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#or qu se fisiona el )ranio

y no otros ncleos atmicos?

No todos los n+cleos atmicos se fisionan(

;olamente lo hacen de forma espontanea los n+cleos pesados con

-alores de < muy grandes !%ranio, =orio, etc& (

No existen en la naturale4a n+cleos con < mayor que >" !%ranio& y los

elementos qumicos con < mayores !por ejemplo el plutonio& se tienen

que fabricar artificialmente ya que su -ida media de fisin es

pequea( !uanto mayor es el valor de * mas fcil le resulta a los

ncleos fisionarse y hoy en da establecer que n+cleos atmicos con

< muy grandes pueden crearse en el laboratorio es objeto de intensa

in-estigacin tanto experimental como terica(


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? 5uanto mayor es


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Fisin Espont0nea e nducida

Los n+cleos pueden fisionarse espont0neamente o de forma

inducida( 5uando se fisionan espont0neamente lo hacen

porque la reaccin es fa-orable energ.ticamente(

;in embargo, la reaccin no es instant0nea ya que parapasar del estado inicial al final es necesario pasar por unos

estados intermedios que no son fa-orables energ.ticamente(


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Fisin Espont0nea e nducida

? El n+cleo se desintegra gracias a un efecto cu0ntico llamado efecto

t+nelG( La tasa de desintegracin depende de la barrera atra-esada

por efecto t+nelG lo que explica la -ariabilidad de -idas medias de

fisin espontanea conocidas experimentalmente( Hor otro lado, los

n+cleos pueden fisionarse de forma inducida, normalmente

mediante la absorcin de un neutrn(

Los protones pueden tambi.n causar fisin inducida pero para ello

tienen que superar la barrera de repulsin coulombiana creada por

el propio n+cleo(


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+eacciones en cadena

En las reacciones en cadena un n+cleo se fisiona espont0neamente o mediante fisin

inducida emitiendo en el proceso algunos neutrones, cada uno de estos neutrones al

chocar con otros n+cleos inducen su fisin produci.ndose otros neutrones !dos por cada

fisin& que inducen a su -e4 la fisin de otros cuatro n+cleos, que generan ocho

neutrones, etc(

La -elocidad del proceso -a a depender de lo f0cil que resulte para un neutrn inducir lafisin y de la densidad de n+cleos(

si la densidad es baja a los neutrones les resulta difcil encontrar otros n+cleos en los

que inducir la fisin(

,a reaccin en cadena es el mecanismo que esta detrs de las %om%as atmicas y

de los reactores nucleares(

La diferencia entre un caso y otro es la disponibilidad de neutrones7 en un reactornuclear la -elocidad de la reaccin en cadena se controla mediante la adicin de un

-moderadoque es un material que abser-e neutrones y por tanto su introduccin en el

material fisionable reduce la densidad de neutrones que inducen la fisin, frenando la

velocidad de la reaccin en cadena(


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6eacciones en cadena

,a reaccin en cadena es el mecanismo que esta detrs de las

%om%as atmicas y de los reactores nucleares(

La diferencia entre un caso y otro es la disponibilidad de neutrones7

En un reactor nuclear la -elocidad de la reaccin en cadenase controla

mediante la adicin de un -moderadoque es un material queabsorbe neutrones y por tanto su introduccin en el material fisionable

reduce la densidad de neutrones que inducen la fisin, frenando la

-elocidad de la reaccin en cadena(


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? Hara los n+cleos en los que la altura de la barrera es demasiado

ele-ada, la absorcin de una pequea cantidad de energa(

5omo un fotn o neutrn de baja energa, puede permitir formar un

estado intermedio !n+cleo compuesto& cuya energa es similar o

superior a la barrera !F;IN NJ%5JA&

;i el estado intermedio esta por debajo

de la barrera !F;IN NKJA&,

otros procesos dominan 7

? Jesintegracin beta o alfa? I reemisin de la partcula


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Modelo de la gota liquidad y formula

semiemprica de masa? ;i partimos de un n+cleo esf.rico , el proceso de fisin requiere un

estiramiento del mismo( ! -er el lin3&

? ;i este proceso tiene lugar a -ol+menes constantes , la des-iacin

del elipsoide respecto de la esfera -endr0 determinada por el

par0metro de excentricidad7

http788999(fisicahoy(com8sites8all8themes84en8s9f8taller:fision8-ideo:fision:%AM(s9f
http://www.fisicahoy.com/sites/all/themes/zen/swf/taller_fision/video_fision_UAM.swfhttp://www.fisicahoy.com/sites/all/themes/zen/swf/taller_fision/video_fision_UAM.swf


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5omo la deformacin es a -olumen constante , los t.rminos de

superficie y de 5ulomb se -er0n afectados en la formula

semiemprica de masas7


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? Jisminucin en la energa de ligadura7

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