Cuestiones
de Física Nuclear y Física Atómica - Respuesta
3
¿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.
EJERCICIOS
RESUELTOS - FÍSICA NUCLEAR - FISICA ATÓMICA
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