La fisión nuclear es el proceso de dividir un núcleo atómico en otros núcleos mediante un bombardeo moderado de electrones.
El término fisión nuclear representa la ruptura de un núcleo atómico en otros dos núcleos medianos. Generalmente, la masa del núcleo de origen presenta un peso considerable y, cuando se produce la fisión de este núcleo, los átomos se transforman en elementos medios, es decir, más ligeros.
Así, para que se produzca la ruptura del núcleo es necesaria la presencia de neutrones moderados . Cuando los neutrones son lanzados hacia el núcleo de los átomos, logran penetrar sin que se produzca una reacción de rechazo. Esto se debe a que los neutrones se caracterizan por no tener carga eléctrica.
Así, tras la fisión del núcleo atómico pesado, se liberan más neutrones, además de una cantidad considerable de energía. Así, el proceso de fisión nuclear puede utilizarse en bombas atómicas o centrales nucleares, por ejemplo.
El proceso de fisión nuclear.
En general, la fisión nuclear no ocurre naturalmente. En este caso, la fragmentación del núcleo se realiza mediante bombardeo de neutrones. Los neutrones se utilizan en este caso precisamente porque no tienen carga eléctrica. Por lo tanto, pueden penetrar más fácilmente en el núcleo del átomo.
Todo el proceso de fisión nuclear fue descubierto en 1938, mediante el uso del bombardeo de neutrones en el núcleo de Uranio-235 ( 235 92 U). El descubrimiento fue realizado por el físico Otto Hahn (1879-1968). Antes de eso, durante el siglo XX, James Chadwick descubrió los neutrones, que luego serían desarrollados por Enrico Fermi.
Fermi descubrió que, al no tener carga eléctrica, los neutrones podían utilizarse en experimentos nucleares. Esto se debe a que las partículas subatómicas no sufrirían cambios relacionados con la corriente eléctrica.
Después de usar neutrones para bombardear el núcleo de Uranio-235 ( 235 92 U), Otto Hahn se dio cuenta de que el elemento bario-56 ( 139 56 Ba) surgió como resultado del proceso.
Posteriormente, la física Lise Meitner (1878-1968) desarrolló un importante trabajo sobre Física Nuclear. De ella surgió el término “fisión”, demostrando que era posible verificar que un elemento químico pesado podía dividirse.
Aplicación de la fisión nuclear
La física Lise Meitner, por lo tanto, fue pionera en el uso del término «fisión nuclear». El científico constató que, al bombardear el núcleo de uranio con moderados neutrones, el núcleo sufrió una ruptura.
De la rotura del núcleo atómico pesado surgieron dos núcleos medianos. Los núcleos de carga más ligera, en este caso, dieron lugar a neutrones además de energía. Para ejemplificar el concepto presentado, observe la reacción química que corresponde a la división del núcleo en otros dos núcleos:
0 1 n + 92 235 U → 139 56 Ba + 36 95 Kr + 2 0 1 n + energía
En vista de esto, es posible ver que el bario-56, cuyo núcleo se forma a partir del núcleo de origen, se ubica entre los otros núcleos. A partir de la liberación de neutrones en la reacción, las partículas subatómicas consiguen llegar a otros núcleos de uranio.
A partir de esto, el proceso de fisión nuclear comienza de nuevo. Cuando se produce la multiplicación del proceso de fisión, en este caso de forma espontánea, tenemos la llamada reacción en cadena. Así, este tipo de reacción sólo es posible si existe la cantidad necesaria de núcleos del átomo original a bombardear.
Cuando la cantidad mínima de masa requerida está presente en el átomo, como en el caso del uranio-235, lo llamamos «masa crítica». En este sentido, la reacción en cadena puede darse de dos formas: controlada o descontrolada.
Posibilidad de usar fisión
Cuando hablamos de una reacción en cadena, podemos citar dos ejemplos que encajan en el modo no controlado y en el modo controlado. Es decir, la bomba atómica se puede caracterizar como una reacción de fisión nuclear descontrolada.
Esto se debe a que el proceso de alimentación que tiene lugar dentro de la bomba es muy rápido. Como ejemplo de este tipo de bomba, podemos mencionar los casos de ataques nucleares ocurridos durante la Segunda Guerra Mundial , en las ciudades de Japón, Hiroshima y Nagasaki.
Por otro lado, la reacción en cadena controlada tiene lugar, por ejemplo, en las centrales nucleares. En este sentido, la fisión nuclear se utiliza, por ejemplo, para producir energía que sustenta las centrales eléctricas. Así, en el momento de la reacción, se produce la liberación de energía capaz de generar una fuente de calor.
A través del calor producido por la reacción, el agua hierve. A partir de esto, el vapor generado es acondicionado a la turbina de las plantas, produciendo así formas de electricidad a través del calor.
Fisión nuclear vs Fusión nuclear
La fisión y la fusión nuclear pueden tener nombres similares, pero los dos procesos difieren en muchos aspectos. Eso es porque, mientras que la fisión nuclear utiliza el bombardeo de neutrones para dividir el núcleo de un átomo, la fusión nuclear funciona al revés.
En este sentido, la fusión nuclear consiste en el proceso de unión de dos o más núcleos atómicos. Así, es un proceso que demanda más energía, además de ser considerado más violento. Es a través de este proceso, por ejemplo, que se estructura la bomba de hidrógeno .
Otro punto de diferenciación entre los dos procesos es la posibilidad de control. Si bien la fisión nuclear se puede controlar, la fusión nuclear no tiene esta opción.
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