martes, 27 de noviembre de 2007

QUIMICA NUCLEAR



La química nuclear es una rama de la química la cual estudia las reacciones de desintegración o transformación de los núcleos radioactivos. Los dos tipos mas comunes de desintegración radioactiva se caracterizan por la emisión de partículas alfa y beta.
La química nuclear se basa en la energía nuclear esta energía es liberada durante la fisión o fusión de núcleos atómicos. Las cantidades de energía que pueden obtenerse mediante procesos nucleares que superan con mucho a las que pueden lograrse mediante procesos químicos, que sólo implican las regiones externas del átomo.

ANTECEDENTES

La era nuclear comenzó en 1896, con el casual descubrimiento de Becquerel sobre la naturaleza radioactiva del uranio. La laboriosa investigación que siguió, particularmente la de Rutherford, condujo al concepto revolucionario de que la radioactividad es un efecto nuclear. Algunos núcleos atómicos representan un cambio repentino y espontáneo, liberando partículas energéticas cargadas que van acompañadas por energía radiante en forma de penetrantes rayos gamma. Como resultado de la emisión espontánea de partículas cargadas, los núcleos radioactivos se desintegran o transforman en núcleos de diferentes elementos

La energía nuclear puede liberarse en dos formas diferentes: por fisión de un núcleo pesado o por fusión de dos núcleos ligeros. En ambos casos se libera energía porque los productos tienen una energía de enlace mayor que los reactivos. Las reacciones de fusión son difíciles de mantener porque los núcleos se repelen entre sí, pero a diferencia de la fisión no generan productos radiactivos.

Los científicos nucleares han aprendido que existen dos modelos con respecto a la estabilidad del núcleo en relación con la desintegración radioactiva. Agrupan los núcleos basándose en que tengan un numero par o impar de protones y neutrones. Cuando se consideran todos lo isótopos no radioactivos de os elementos, se observa que son considerablemente mas abundantes los que tienen un numero par de protones y neutrones. De aproximadamente igual abundancia son los isótopos cuyos núcleos tienen un numero par de protones y un numero impar de neutrones y aquellos que tienen un numero impar de protones pero un numero par de neutrones. Los isótopos estables menos abundantes son los núcleos que tienen un numero impar de protones y neutrones; hay solo 9 de estos núcleos estables impar-impar entre los 300 isótopos estables conocidos.

La estabilidad nuclear parece ser mayor cuando el numero de neutrones es igual o un poco mayor que el numero de protones. Para un núcleo que se encuentra fuera de la zona de estabilidad, la desintegración radioactiva conduce a un cambio en la relación neutres/protones, que le acerca a la zona de estabilidad. Varias desintegraciones radioactivas se producen antes de que la relación neutrones/protones alcance un valor en la zona de estabilidad.

FISIÓN NUCLEAR

En 1934, un joven físico italiano , Enrico Fermi, bombardeo uranio con neutrones. Había conseguido retardarlos haciéndolos pasar a través de parafina. Ya antes había descubierto que esos neutrones lentos tienen mayor posibilidad de chocar y reaccionar con los núcleos que los neutrones de alta velocidad.. Tomemos en cuenta que no hay barrera repulsiva para el acercamiento de neutrones a un núcleo. Por tanto, no se requiere un mínimo de energía cinética para el bombardeo de neutrones.
Las propiedades radioactivas de los productos de bombardeo a partir del uranio llevaron a Fermi a concluir, incorrectamente, que había creado un nuevo elemento (Z=93), y fijo su atención en otros problemas de investigación. En resumen la fisión nuclear consiste en la división de un núcleo atómico en dos fragmentos de tamaño similar.

FUSION NUCLEAR

Mientras que la fisión nuclear se utiliza en la actualidad como fuente de energía nuclear, se espera que la fusión nuclear será una fuente ilimitada de energía nuclear. Las reacciones de fusión nuclear son potencialmente mayores fuentes de energía que las reacciones de fisión. Se cree que la fusión nuclear es la fuente de energia del sol y otras estrellas.
A diferencia de la fisión nuclear, la fusión nuclear requiere que se acerquen, lo suficiente para fusionarse, dos núcleos cargados positivamente y que por ello se repelen mutuamente. La probabilidad de una reacción de fusión, entonces, es muy pequeña, a menos que los núcleo s choquen con una energía enormemente alta. Una vez que comience la fusión nuclear, el calor de esta reacción termonuclear rinde la energía suficiente para su sostenimiento. Hasta ahora, los científicos han tenido éxitos muy limitados en el control de la fusión nuclear-