Fisión Nuclear

En el proceso de fisión nuclear se divide un núcleo pesado (número de masa > 200) para formar núcleos más pequeños de masa intermedia y uno o más neutrones. Este proceso libera gran cantidad de energía debido a que el núcleo pesado es menos estable que sus productos. La primera reacción de fisión nuclear que se estudió fue la del uranio-235 bombardeado con neutrones lentos, cuya velocidad es comparable a la de las moléculas del aire a temperatura ambiente. En estas condiciones, el uranio-235 experimenta una fisión nuclear. Esta reacción es muy compleja, ya que en los productos de fisión nuclear se encuentran más de 30 elementos distintos.

Fisión Nuclear del Uranio-235
Fisión Nuclear del Uranio-235

Aunque es posible provocar una fisión en muchos núcleos pesados, sólo la fisión del uranio-235 (que se encuentra en forma natural) y la del isótopo artificial plutonio-239, tienen cierta importancia práctica. La característica sobresaliente de la fisión del uranio-235 no es la enorme cantidad de energía liberada, sino el hecho de que la fisión produce más neutrones que los que se capturaron al inicio del proceso. Por esta propiedad es posible obtener una reacción nuclear en cadena, es decir, una secuencia de reacciones de fisión nuclear autosuficientes. Los neutrones generados en las etapas iniciales de la fisión pueden inducir fisión en otros núcleos de uranio-235, que a su vez producen más neutrones, y así sucesivamente. En menos de un segundo, la reacción se vuelve incontrolable, liberando una gran cantidad de calor a los alrededores.

Reacción en Cadena de una Fisión Nuclear
Reacción en Cadena de una Fisión Nuclear

Existen dos tipos de reacciones de fisión. Para que se lleve a cabo una reacción en cadena, es preciso que la muestra tenga suficiente uranio-235 para capturar los neutrones; de lo contrario, muchos neutrones escaparán de la muestra y la reacción en cadena no progresa (como se representa en la figura). En esta situación, se dice que la masa de la muestra es subcrítica. (A) Cuando la cantidad de material fisionable es igual a o mayor que la masa crítica, es decir la mínima masa del material fisionable necesaria para generar una reacción nuclear en cadena. En este caso, los núcleos de uranio-235 capturarán la mayor parte de los neutrones y se formará una reacción en cadena. (B)

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