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Tipos de Energia

Aplicaciones y principales características de la fisión nuclear

Fisión Nuclear

Es probable que términos como la fisión o la fusión nuclear nos resulten familiares, si bien a veces no tenemos claro de qué se tratan exactamente o dónde radica la diferencia entre ambos. Puedes saber más sobre la energía de fusión aquí.

Este texto pretende abordar cuestiones esenciales sobre la fisión del núcleo como el modo en  que se produce, las aplicaciones prácticas que de ella se obtienen  y la forma en la que ha cambiado nuestras vidas.

¿Qué es la fisión nuclear?

La fisión nuclear es una fuente de energía alternativa  a los perjudiciales combustibles fósiles no renovables. En sentido estricto este proceso consiste en la descomposición de un núcleo pesado en otros dos núcleos cuya masa  y número atómico sea aproximadamente igual a la mitad del núcleo original.

La obtención de energía pasa por la manipulación de uno o varios átomos, lo que se puede hace de dos maneras diferentes:

  • Partiendo núcleos de un átomo determinado, como en el caso de la fisión nuclear
  • Uniendo núcleos de átomos diversos, como en el caso de la fusión nuclear

En energía nuclear se llama fisión nuclear a la división del núcleo de un átomo. El mencionado núcleo se convierte en distintos fragmentos con una masa muy similar a la mitad de la masa original sumándole dos o tres neutrones.

La suma de las masas de los fragmentos da un resultado menor que el de la masa original. La explicación de tal “falta” de masas (en torno a un 0,1% de la masa original) es que ha sido convertida en energía conforme a la ecuación de Einstein de E=mc2. 

En dicha ecuación E correspondería a la energía obtenida, m a la masa de la que venimos hablando y c es una constante, en concreto la de la velocidad de la luz: 299.792.458 m/s2.

La fusión nuclear es susceptible de ocurrir cuando un núcleo de un átomo pesado captura un neutrón, proceso denominado fisión inducida. También puede ocurrir de modo espontáneo dada la inestabilidad del isótopo, proceso denominado fisión espontánea.

Características de la reacción de fisión del átomo

  • Puede decirse que la principal característica de la fisión en el núcleo es que se trata de un proceso natural (al contrario de lo que sucede con la fusión, que es un proceso artificial)
  • Otra de sus características es que para su obtención bastará con reunir una cantidad suficiente de uranio y se dará sola (siendo controlada tal reacción por las centrales nucleares)

La fisión nuclear es un proceso que se reveló en 1938, conociendo de este modo la capacidad de un neutrón para dividir en dos el núcleo de un átomo. En ese momento se trató de un fascinante descubrimiento que valió a las fuerzas militares alemanas para el desarrollo de un arma muy poderosa en la II Guerra Mundial, como fue la bomba nuclear. Previendo este hecho, Albert Einstein envió una carta al presidente Franklin Delano de Estados Unidos.

¿Qué diferencia existe entre fisión y fusión en el núcleo?

Mientras que el proceso de fisión del núcleo es bastante conocido y se puede controlar sin excesivos problemas, la fusión plantea un gran problema que no es el otro que el de su confinamiento, que propicia que se siga investigando, si bien ya se están produciendo cuantiosos avances gracias al ITER.

  • La reacción de fusión genera en tono a 4 veces más energía que la fisión
  • La reacción de fusión no resulta tan contaminante como la de fisión, al eliminar el peligro de los residuos radiactivos
  • En la reacción de fisión es transformada en energía en torno a un 1% de la materia, mientras que en la de fusión es transformada en torno a un 5% de la materia en energía. Esto se traduce en que, igual que ocurre con la masa de combustible, la fusión va a producir una cantidad de energía mucho mayor
  • En el proceso de fisión se requiere como materia prima el uranio enriquecido, de difícil producción, mientras que en la fusión se requiere el deuterio, extraído de la conocida como agua pesada y que representa el 0.015% de la totalidad del agua que existe en el planeta. Así, dada la cantidad de agua existente en el mismo, es un recurso abundante, pese a que pueda parecer un porcentaje insignificante
  • En el proceso de fusión también se requiere tritio, un elemento escaso en la naturaleza, pero que se puede obtener a partir de la desintegración del litio, un metal abundante
  • En relación a los residuos, conviene apuntar que la desintegración del uranio produce residuos radiactivos que se han de almacenar durante siglos hasta que su actividad se vea reducida. En cuanto al residuo producido en la fusión es el helio, un gas inocuo y con un valor económico importante

 

Reacción en cadena, fisión nuclear espontánea, fisión nuclear controlada.

Ventajas e inconvenientes de la fisión nuclear

Ya hemos visto que la energía nuclear puede emplearse en ramas como la medicina, sirviendo por ejemplo para el tratamiento de enfermedades oncológicas o bien en agricultura para la conservación de alimentos.

A pesar de ello, el impacto medioambiental no es el único problema que presenta, pues también ha de tenerse en cuenta el tratamiento, el manejo y el posterior almacenamiento de los residuos que arrojan y que pueden continuar produciendo radiactividad después de cientos de años.

Sin embargo y, aunque los costes de construcción sean muy altos, son muchas las ventajas de la energía nuclear. No en vano, una tercera parte de la población europea utiliza energía eléctrica procedente de las centrales nucleares, evitando que acaben en la atmósfera unas 700 millones de toneladas de CO2.

Al tratarse de una energía no contaminante, su utilización garantiza un menor daño al medio ambiente, consiguiendo generar gran cantidad de energía con poco combustible.

Ahora bien, existen dos noticias relacionadas con centrales nucleares que permanecen en nuestras memorias y que son las catástrofes de Chernobyl y Fukushima. Es más, resulta fundamental que no las olvidemos pues, de no tomarse las medidas de seguridad adecuadas, las consecuencias para la humanidad podrían volver a ser devastadoras.

Fuentes y Referencias

Ejemplos de fisión nuclear

Entre los más significativos ejemplos de  fisión nuclear se encuentran:

  • Reacción en cadena. Proceso mediante el que los neutrones que han sido liberados en una primera fisión nuclear producen una fisión adicional, como mínimo, en un núcleo más. Este último núcleo a su vez produce neutrones, repitiéndose el proceso
  • Fisión nuclear controlada. Mantener el control sostenido requiere que, por cada dos o tres neutrones que se pongan en libertad, solo se le permita a uno dar a otro núcleo de uranio
  • Fisión nuclear espontánea. En esta reacción no se precisa la absorción de un neutrón exterior. En ciertos isótopos de uranio, y más aún de plutonio, su estructura cuenta con tanta inestabilidad que se fisiona de forma espontánea

Fisión del átomo para niños

Poner en conocimiento de los más pequeños de la casa información relativa al proceso de fisión del núcleo resulta interesante en la medida que complementa sus conocimientos.

Además, esta información les ayuda a ser conscientes de cuáles son los tipos de energía y los procesos que llevan aparejados las mismas, lo que les ayudará en el futuro a saber discernir en torno a las opciones ecológicamente más viables.

Vídeo sobre la fisión nuclear:

Fuentes y Referencias

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