Conv.energia 4

7/22/2019 Conv.energia 4

1/29

HUANCAYO 14 DE ABRIL 2013


2/29

I. FISIN NUCLEAR


3/29

DefinicinEs la divisin de

un ncleo atmico

pesado , en dos oms fragmentos,causado por elbombardeo deneutrones,liberando una

gran cantidad deenerga y variosneutrones.

Re

querimientos

Para que seproduzca la fisin

hace falta que elneutrn incidenterena unascondicionesdeterminadas. Elneutrn ha de ser

un neutrntrmico, cuyaenerga seaproporcional a lavelocidad.

LugarLa fisin ocurre en

el ncleo de un

tomo, ya que esuna reaccinnuclear.


4/29

Fue descubierta en 1938.

Investigadores alemanes Otto

Hahn y Fritz Strassmann.

Cundo?

Quines?

A partir un trabajo desarrollado por

Hahn y Lise Meitner durante aosanteriores.

Otto Hahn recibi en 1944 el PremioNobel de qumica por descubrirlo.

Cmo?


5/29

En 1938 en Berln, un grupo de fsicos y qumicos

descubrieron la fisin nuclear.

La constribucin ms importante en este

descubrimiento se debe a la fsica austriaca Lise

Meitner, sin embargo a ella no se le reconoci sutrabajo y el premio Nobel de 1944 por el

descubrimiento de la fisin nuclear fue otorgado a su

colega Otto Hahn.

Se presume que el hecho de que Lise Meitner era

judia y era mujer, influenciaron al jurado del Nobel.

Las primeras aplicaciones que se le di a la fisin nuclear fue para finesblicos. A las 8:15 am el da 6 de agosto de 1945 los Estados Unidoshicieron explotar la primera bomba atmica sobre la ciudad Japonesa deHiroshima.

Tres das ms tarde una segunda bomba atmica fue lanzada sobre

Nagasaki con un nmero de victimas comparable.


6/29

En 1956 se puso en marcha, en Inglaterra, la primera

planta nuclear generadora de electricidad para uso

comercial.

En 1990 haba 420 reactores nucleares comerciales en

25 pases que producan el 17% de la electricidad del

mundo.

En los aos cincuenta y sesenta esta forma de generar

energa fue acogida con entusiasmo, dado el poco

combustible que consuma (con un solo kilo de uranio sepoda producir tanta energa como con 1000 toneladas de

carbn).

Pero ya en la dcada de los 70 y especialmente en la de

los 80 cada vez hubo ms voces que alertaron sobre los

peligros de la radiacin, sobre todo en caso de accidentes.


7/29

Es un procesoexotrmico, donde

se liberan grandescantidades deenerga.

Este proceso generamucha ms energa

que la liberada enlas tpicasreacciones qumicas.

Fisin Se bombardea alncleo con unneutrn libre que lo

absorbe, hacindoseinestable. El ncleose partir en dos oms pedazos.

Los productos de lafisin son dosncleos ms

pequeos, y hastasiete neutroneslibres adems dealgunos fotones.

Proceso


8/29

Los ncleos atmicos lanzados como resultado de lafisin pueden ser varios elementos qumicos.

Estos elementos son producto del azar, pero lo msprobable es encontrar ncleos con la mitadde protones y neutrones del tomo fisionado original.

Los productos de la fisin son altamente radiactivos, noson istopos estables, por esto decaen, mediantecadenas de desintegracin.


9/29


10/29

El ncleo de uranio 235 absorbe un neutrn

trmico,producindose un ncleo de uranio 236,este ncleo se

fisiona y se separa en dos fragmentos,adems se emite dos

neutrones ,estos fragmentos son de Xe-140(Xenn) y de Sr-

94(Estroncio).

La ecuacin que describe este proceso,es una igualdad que

representa la reaccin nuclear,en el primer miembro se

escriben los cuerpos que reaccionan y en el segundo los que

se producen,el signo de la igualdad se sustituye a menudo por

una flecha cuya direccin indica el resultado obtenido:

La primera ecuacin describe el proceso deabsorcin de un neutrn por el ncleo de U-

235 transformndose en U-236 y la

segunda,la fisin del U-236 en

Xenn,Estroncio y 2 neutrones.Los

fragmentos de Xe-140 y Sr-94 son ambos

muy inestables, llegando finalmente a

productos estables por medio de la emisinde partculas beta.

La idea bsica de la liberacin de energa nuclear es simple, se colocan los ncleos

atmicos prximos unos de otros, de manera que una reaccin en cadena se

desarrolle entre ellos, produciendo nuevos ncleos, cuyas masas son menores que los

ncleos originales .Los nuevos ncleos se mueven con una energa que es igual a la

masa que desapareci durante el cambio.


11/29

En general

Cuanto ms pesado es un elemento ms fcil esinducir su fisin.

Cualquier elemento ms pesado queel hierro produce energa, y en un elemento ms

liviano que el hierro requiere energa.

Rara vez FrecuentementeUn ncleo fisionable experimentar la fisinnuclear espontnea sin un neutrn entrante.

Los elementos ms usados son el uranio, elelemento natural ms pesado; y el plutonio que

experimenta desintegraciones espontneas.

A veces

La absorcin de un neutrn libre, puede tambinser inducida lanzando otras cosas en un ncleo

fisionable.Pueden incluir protones, otros ncleos, inclusofotones de gran energa en cantidades muy altas


12/29

Una reaccin en cadena ocurre lanzando 2 3 neutrones en promedio como

subproductos. Estos neutrones se escapanen direcciones al azar y golpean otrosncleos, incitando a estos ncleos paraexperimentar la fisin. Puesto que cada

acontecimiento de la fisin lanza 2 o msneutrones, y estos neutrones inducen otrasfisiones, el proceso se construyerpidamente y causa la reaccin en cadena.


13/29


14/29

Un reactor nuclear es un dispositivo en donde seproduce una reaccin nuclear controlada. Se puede

utilizar para la obtencin de energa en lasdenominadas centrales nucleares, la produccin demateriales fisionables, como el plutonio, para serusados en armamento nuclear, la propulsin debuques o de satlites artificiales o la investigacin.

Una central nuclear puede tener varios reactores.Actualmente solo producen energa de formacomercial los reactores nucleares de fisin, aunqueexisten reactores nucleares de fusin experimentales.


15/29

1. Ncleo 5. Vasija 9. Condensador2. Barras de control 6. Turbina 10. Agua de refrigeracin3. Generador de vapor 7. Alternador 11. Contencin de hormign4. Presionador 8. Bomba


16/29

2. QUE COMBUSTIBLE USA LAFISIN NUCLEAR?


17/29

La fisin utiliza el U-235 que libera una gran cantidad de energa que se

usa en la planta nuclear para convertir agua en vapor. Con este vapor se

mueve una turbina que genera electricidad.

El mineral de uranio se encuentra en lanaturaleza en cantidades limitadas. Es portanto un recurso no renovable. Suelehallarse casi siempre junto a rocas

sedimentarias. Hay depsitos importantesde este mineral en Norteamrica (27,4% delas reservas mundiales), Africa (33%) yAustralia (22,5%).

El mineral del uranio contiene tres istopos: U-238 (9928%), U-235 (0,71%) y U-234 (menos

que el 0,01%). Dado que el U-235 se encuentra en una pequea proporcin, el mineral debe

ser enriquecido (purificado y refinado), hasta aumentar la concentracin de U-235 a un 3%,

hacindolo as til para la reaccin.

El U-238 tiende para capturar los neutrones de velocidad intermedia (creando U-239, sin

fisin que posteriormente se transforma en Plutonio-239 que tambin es fisil). Los neutrones

de alta velocidad tienden a tener colisiones inelsticas con el U-238, que slo desaceleran a

los neutrones.


18/29

Entonces, U-238 tiende tanto a reducir la velocidad de los neutronesrpidos como a despus capturarlos cuando consiguen a una velocidad

intermedia. Debido a su capacidad de producir material fisil a este tipode materiales se les suele llamar frtiles.

El U-235 se fisiona con una gama mucho ms amplia de velocidades de

neutrones que el U-238. Puesto que el U-238 afecta a muchos neutrones

sin inducir la fisin, tenerlo en la mezcla es malo para promover la fisin. As

pues, si separamos el U-235 del U-238 y desechamos el U-238,

promovemos una reaccin en cadena. De hecho, la probabilidad de la fisin

del U-235 con neutrones de alta velocidad puede ser lo suficientemente alta

como para hacer que el uso de un moderador sea innecesario una vez quese haya quitado el U-238.

Sin embargo, el U-235 est presente en uranio natural solamente encantidades muy reducidas (una parte por cada 140). La diferenciarelativamente pequea en masa entre los dos istopos hace, adems, que

su separacin sea difcil. La posibilidad de separar U-235 fue descubiertacon bastante prontitud en el proyecto Manhattan, lo que tuvo gran


19/29

Insectomachoesteril

Insectohembra

Nodescendenc

ia


20/29

Mutaciones

Irradiacin asemillas

Paraconsumohumano

Variedadesde especies

Aumentaresistencia yproductivida

d


21/29

Se utilizan tratamientosen base a

irradiaciones con rayosgamma

Para una adecuada yprematura detencin del

cncer

Para el diagnstico seutilizan radiofrmacos


22/29

Combatenenfermedades parasitarias

Que afectana la

produccinde ganado

Soportan unperodo

mayor de noinfeccin


23/29

Generacin nuclear: Produccin de calor para la generacin de energa elctrica.

Produccin de calor para uso domstico e industrial.

Produccin de hidrgeno mediante electrlisis de alta temperatura.

Propulsin nuclear:

Martima. Cohetes de propulsin trmica nuclear .

Cohetes de propulsin nuclear pulsada.

Transmutacin de elementos:

Produccin de plutonio, utilizado para la fabricacin de combustible

de otros reactores o de armamento nuclear. Creacin de diversos istopos radiactivos, como

el americio utilizado en los detectores de humo, o el cobalto-60 y

otros que se utilizan en los tratamientos mdicos.

Aplicaciones de investigacin, incluyendo:

Su uso como fuentes de neutrones.

Desarrollo de tecnologa nuclear.


24/29

Liberan grandes cantidades de energa.

Se emplea en muchos campos.

Es mucho menos contaminante que los combustibles fsiles.

No emite a la atmsfera gases txicos ni de efecto invernadero(GEI).

Nos da un margen de unas dcadas para solucionar el problema de lademanda energtica.

En la historia las muertes producidas por accidentes en estas centrales

son menores que las producidas por otro tipo de centrales.


25/29

Produce

Abundanteenerga

Un kilo de Uranio

235 genera tantaelectricidad como

2 toneladas depetrleo.

Escasacontaminacin

atmosfrica

Solo emite vaporde agua


26/29

No es renovable

Rpido agotamiento. Elevado riesgo de

accidentes.

Residuos altamente radiactivos que tardan siglos en descomponerse y

dejar de ser peligrosos.

Uso para conflictos blicos.

Crea dependencia tecnolgica entre pases, sobre todo de aquellos

menos desarrollados tecnolgicamente hacia aquellos que si lo estn,

especialmente en ese campo.

Alto grado de contaminacin por posibles accidentes, la propia radiacin

que desprenden las centrales y la peligrosidad del manejo de sus

residuos.

Uso temporal de las centrales que no deben ser utilizadas ms de 30

aos.


27/29

Desperdicionuclear

Problema dealmacenamientode desperdicios

Desperdicios necesitanser enfriados

Posibilidad defundicin del

reactor

Varillas contienensuficiente desperdicio

generando calor


28/29

La Central nuclear de Chernbil sufri el mayor accidente nuclear dela historia, el 26 de abril de 1986, en un aumento violento de potenciadel reactor 4 de la planta nuclear de Lenin. Se produjo la explosin dehidrgeno acumulado dentro del ncleo por el sobrecalentamiento,durante un experimento en el que se simulaba un corte de suministro

elctrico. La cantidad de material radiactivo liberado, que se estim fue unas

500 veces mayor que la liberada por la bomba atmica arrojada enHiroshima en 1945, caus directamente la muerte de 31 personas,forz al gobierno de la Unin Sovitica a la evacuacin de unas135.000 personas y provoc una alarma internacional al detectarse

radiactividad en diversos pases de Europa septentrional y central.Adems de las consecuencias econmicas, los efectos a largo plazo

del accidente sobre la salud pblica han recibido la atencin de variosestudios. Aunque sus conclusiones son objeto de controversia, scoinciden en que miles de personas afectadas por la contaminacinhan sufrido o sufrirn en algn momento de su vida efectos en su

salud.


29/29

2929

HUANCAYO 14 DE ABRIL 2013

Conv.energia 4

Documents

Transcript of Conv.energia 4