PROBLEMAS RESUELTOS
DE FISICA
ejercicios resueltos de física nuclear y atómica

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Problemas resueltos de Física Nuclear

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FÍSICA NUCLEAR

Respuesta del ejercicio 13
¿Cuánta energía se produce en la fisión de un núcleo de U-235 y en qué forma aparece?

Para calcular la cantidad de energía puesta en libertad por fisión de un núcleo atómico, basta con determinar la disminución neta de masa a partir de las correspondientes masas isotópicas, y aplicar luego la relación entre masa y energía de Einstein. Otro procedimiento muy simple e ilustrativo, aunque menos exacto, consiste en lo siguiente: Prescindiendo de los neutrones que intervienen en el proceso y cuya contribución es despreciable a efectos de este cáculo, la reacción de fisión puede representarse (por ejemplo para el U-235) de forma aproximada, como sigue :
U-235 → Producto de fisión A + producto de fisión B + Energía
Sabemos que la energía media de enlace por nucleón en el U-235 es de unos 7,6 MeV, de modo que podemos escribir:
92p + 143n → U-235 + (235 * 7,6) MeV.
Representando n y p los neutrones y protones respectivamente.

Los números másicos de ambos productos de fisión están comprendidos, en su mayor parte, en el intervalo 95 – 140, al que corresponden energías de enlace por nucleón del orden de 8,5 MeV. Por tanto:
92p + 143n → Productos de fisión A + Productos de fisión B + (235 * 8,5) MeV
Restando miembro a miembro las dos expresiones de energía de enlace, se obtiene:
U-235 → Producto de fisión A + producto de fisión B + 210 MeV
La mayor parte de la energía de fisión (más del 80%) aparece como energía cinética de los fragmentos de fisión, que se transforma en calor inmediatamente. Parte del 20 % restante se presenta en forma de radiación gamma instantánea, procedente de los fragmentos de fisión excitados y como energía cinética de los neutrones de fisión. El resto corresponde a la energía de las partículas beta y rayos gamma emitidos por los productos de fisión radiactivos, energía que se va liberando gradualmente, a medida que dichos productos se van desintegrando a lo largo del tiempo. Esta energía de desintegración se manifiesta, en último término, en forma de calor, ya que las radiaciones interaccionan con la materia y son absorbidas por ella.

Hay un porcentaje del 5 %, aproximadamente, de energía que no puede ser aprovechada ya que escapa con los neutrinos asociados a la desintegración beta.
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tema escrito por: José Antonio Hervás