¿Qué es la Fisión Nuclear? ¿Qué usos se le pueden dar? Con el avance y la experimentación en la física nuclear, la fisión nuclear se ha convertido en una de las formas más destacadas de producir energía. Esta forma de energía genera una cantidad enorme de energía a partir del núcleo de ciertos elementos, como el uranio, el plutonio y el torio. Esta energía se puede generar de varias maneras, desde el uso de reactores nucleares hasta la transferencia de energía asociada con la reacción nuclear. En este artículo, discutiremos en detalle la fisión nuclear, sus usos y aplicaciones.
1. ¿Qué es la Fisión Nuclear?
La fisión nuclear es el proceso nuclear por el cual el núcleo de un átomo se divide en aproximadamente dos fragmentos más pequeños. Esto se produce cuando un núcleo acelerado golpea un átomo y lo divide en dos núcleos más pequeños de tamaño similar, junto con dos o más neutrones. La configuración de los átomos resultantes descritos pueden o no ser diferentes de los del átomo inicial.
Esta reacción es la fuente de energía para muchos eventos, incluyendo los que producen reactor nuclerares, reacciones nucleares utilizadas en armas nucleares, y en algunos procesos naturales como los generados por el Sol. La energía liberada por el proceso de fisión nuclear en ciclos es alta, y generalmente puede ser calculado mediante la fórmula de Einstein E=mc2.
El proceso de fisión nuclear ofrece una mecanismos para producir energía limpia para la generación de energía verde. La fisión nuclear se realiza generalmente en reactores nucleares, los cuales tienen la capacidad de utilizar apropiadamente la energía obtenida y utilizarla para producir energía eléctrica. Sin embargo, la energía producida puede también ser utilizada para el calentamiento. Además, es utilizado para producir radioisótopos, que pueden emplearse en la industria, la ciencia, la medicina y otros usos.
2. Breve Historia de la Fisión Nuclear
La fisión nuclear fue descubierta en 1938 por los científicos alemanes Otto Hahn, Lise Meitner y Fritz Strassmann, quienes lograron romper el núcleo de un átomo de uranio. Esta técnica le permite a la energía nuclear liberarse de los núcleos atómicos tan grandes como el de uranio y descomponerse en partículas más pequeñas para liberar energía.
Durante la Segunda Guerra Mundial, el gobierno estadounidense desarrolló un proyecto secreto, conocido como el Proyecto Manhattan, centrado en la creación de la primera bomba nuclear. El objetivo era desarrollar una arma con la capacidad de destruir ciudades enteras. Durante esta época se descubrió la tecnología de la fisión nuclear, pero los Estados Unidos también desarrollaron la tecnología de fusión nuclear para su armamento nuclear.
Tras la terminación de la Segunda Guerra Mundial en 1945, se dio inicio a la construcción de un reactor nuclear para usos domésticos. A pesar de los peligros innegables que conlleva la tecnología nuclear, ésta sigue siendo utilizada para abastecer la energía eléctrica en muchas partes del mundo. La fisión nuclear ha sido aplicada también en el terreno de la medicina con el desarrollo de la medicina nuclear y la radioterapia.
3. El Proceso de Fisión Nuclear
La fisión nuclear es el proceso por el cual una partícula subatómica se divide en dos fragmentos de tamaño similar, lo que genera una gran cantidad de energía. Esta energía se produce cuando un neutrón es necesario para desequilibrar la fuerza de repulsión eléctrica entre los protones que forman la partícula, lo que hace que la partícula se divida en dos fragmentos.
implica primero un neutrón de alta energía (núcleo de fisión), que está en un estado súper excitado, que se aproxima al núcleo de un átomo como el uranio (u-235). Una vez que el neutrón es absorbido, el núcleo se vuelve inestable. Esta inestabilidad resulta en la propagación de un pulso de energía hacia los lados de su eje de simetría, lo que provoca la separación de dos partículas más pequeñas más eléctricamente estables.
Los fragmentos resultantes tienen la propiedad de liberar energía cuando se desintegran, y es alrededor de esta energía liberada que se construyen los reactores nucleares. Estos fragmentos son luego absorbidos por átomos a su alrededor, provocando una reacción en cadena, lo que a su vez genera una cantidad significativa de energía. Esta energía puede ser utilizada para generar electricidad, calor y para otros fines industriales.
4. Principales Ejemplos de Fisión Nuclear
La fisión nuclear se ha convertido en una de las formas más importantes de producción de energía a nivel mundial. Esta energía se produce a partir de la ruptura de un átomo usando neutrones. Esta ruptura causa la liberación de energía, así como la liberación de elementos radiactivos y los fragmentos restantes del átomo. En este artículo, se explicarán los principales tipos de reacciones de fisión nuclear y los ejemplos más destacados ligados a esta tecnología.
La primera reacción de fisión nuclear que se mencionará se conoce como fisión nuclear controlada. Esta reacción se controla para evitar cualquier deterioro debido a una liberación excesiva de elementos radiactivos. Además, se usan neutrones para controlar la velocidad exacta con la que ocurren estas rupturas. Uno de los ejemplos de fisión nuclear controlada más famosos ocurrió en la central hidroeléctrica de Chernobyl, donde se produjo una fusión nuclear incontrolada. El resultado fue una enorme explosión que provocó una fuga radiactiva a largo plazo.
Una segunda reacción de fisión nuclear que se mencionará se conoce como fisión nuclear explosiva. Esta reacción se da cuando grandes cantidades de material altamente radiactivo se liberan al mismo tiempo. Esta reacción es la que se usó para producir las dos bombas nucleares atómicas de Hiroshima y Nagasaki durante la Segunda Guerra Mundial. Estos ejemplos de fisión nuclear explosiva fueron extremadamente destructivos. Actualmente, este tipo de reacción se ha prohibido en la mayoría de los países por su alto poder destructivo.
5. Los Pros y Contras de la Fisión Nuclear
Proceso de Fisión Nuclear: La fisión nuclear es un proceso mediante el cual los núcleos pesados se dividen para producir energía y sustancias radioactivas. Es una reacción nuclear controlada que se produce en las centrales nucleares. El proceso es realmente eficiente y seguro si se lleva a cabo de manera correcta.
Ventajas de la Fisión Nuclear: La fisión nuclear proporciona electricidad limpia y renovable para los hogares, así como la creación de energía térmica para la producción de electricidad en algunas instalaciones. Además, el coste de la fisión nuclear es menor que el de las fuentes tradicionales de energía, por lo que es una gran herramienta para el desarrollo económico en regiones más pobres. Esto también tiene un impacto positivo en los mercados energéticos internacionales y mejora el medio ambiente.
Desventajas de la Fisión Nuclear: Las desventajas de la fisión nuclear son varias. El mayor peligro es la radiactividad, que puede tener consecuencias catastróficas si se produce una fuga nuclear. Otras desventajas incluyen la producción de residuos radiactivos, el alto coste de construcción de una instalación de fisión nuclear y el riesgo de la propagación de la energía nuclear a otros países, lo que presenta riesgos para la seguridad internacional. Los países modernos con programas nucleares deben implementar estrictas medidas de seguridad para garantizar que los procesos de fisión nuclear se lleven a cabo de manera segura.
6. Futuras Aplicaciones de la Fisión Nuclear
Aplicaciones Sanitarias
Aunque la energía de la fisión nuclear ha limitado aplicaciones para uso práctico en el pasado, esta tecnología ha abierto algunas posibilidades importantes para los avances médicos. Las principales aplicaciones de la fisión nuclear se encuentran relacionadas con la polineuropatía desmielinizante diabética, una enfermedad que afecta el movimiento de los músculos por el deterioro de los nervios. Los tratamientos a base de iones terapéuticos, también conocidos como «rayos-x curativos», utilizan la fisión nuclear para producir una dosis de radiación que puede penetrar profundamente en el tejido del cuerpo para destruir tejido cancerígeno sin dañar los tejidos sanos circundantes.
Motores de Propulsión Nuclear
La energía nuclear también se puede usar para desarrollar motores de propulsión para barcos, cohetes espaciales, submarinos y aviones. Esto significa que los reaccionarios podrían viajar cientos de veces más lejos y más increíblemente rápido de lo que sea posible para los reactores de combustible convencionales. Estos motores son eficientes, no contaminan y no producen contaminantes. Estas propiedades convierten a la energía nuclear en una alternativa prometedora para el transporte, con una duración aproximada del viaje que podría variar desde unos pocos meses a algunos años.
Aplicaciones de Energía de Fisión Nuclear
Las centrales nucleares se han convertido en materia de debate a lo largo de los años debido a su potencial para provocar daños significativos al ambiente si hay una fuga de energía nuclear. A pesar de esto, aún existen abundantes aplicaciones prácticas para la energía de fisión nuclear, principalmente en forma de generación de electricidad. Esta energía limpia se puede utilizar para cualquier cosa, desde bombillas hasta energía verde, de manera más barata y eficiente que otras formas de generación de energía. La energía nuclear ayudará a abastecer el mundo de energía en el futuro próximo con una impresionante cantidad de energía, sin los problemas de contaminación clásicos de la generación de energía. Concluimos que, a pesar de sus desventajas, la fisión nuclear puede ser una herramienta poderosa para los seres humanos. Su aplicación en la industria nuclear ayuda a generar energía limpia y segura para la humanidad, aunque ciertas precauciones deben seguirse con el fin de garantizar su seguridad. Además, la fisión nuclear también tiene aplicaciones militares y de investigación de la cual los científicos y gobiernos se benefician. Está claro que la fisión nuclear desempeña un papel vital en el mundo moderno, y promete seguir siendo una fuente de energía esencial en los años venideros.