QUMICA NUCLEAR

Fenmenos Nucleares QUMICA NUCLEAR

Repasemos algunos conceptos:La materia est constituida por tomos.Los tomos estn formados por electrones que giran alrededor de un ncleo.El ncleo est formado por neutrones y protones. Introduccin2QU SABES SOBRE LOS FENMENOS NUCLEARES?Quin descubri que los tomos tenan un ncleo?Respuesta:

El qumico y fsico britnico Ernest Rutherford, el consider que toda la masa de un tomo y su carga positiva se encontrara en un espacio extremadamente pequeo, a este le llam ncleo atmico.

Nucleones: Protones y neutrones en el ncleo.OOO168171888Nclido: Es un istopo de cualquier tomo.

Radionclidos: Nclidos que emiten espontneamente radiaciones.92USimbologa para Uranio Uranio 238 U-238238Istopos: tomos del mismo elemento con masas diferentes. Isbaros: tomos que presentan igual nmero msico y distinto nmero atmico. Istonos: Son tomos que presentan distinto nmero msico, distinto nmero atmico, pero tienen igual nmero de neutrones. N147C146B115C126Un tomo posee 19 protones, 20 neutrones y 19 electrones. Cul de los siguientes tomos es su istono?A) 19A21B) 19B20C) 18C38D) 39D58E) 20E39CQU SABES SOBRE LOS FENMENOS NUCLEARES?Identifique cul (es) de las siguientes parejas son Isbaros, Istopos o Istonos.

Istopos

Isbaros

QU SABES SOBRE LOS FENMENOS NUCLEARES?

Istopos

QU SABES SOBRE LOS FENMENOS NUCLEARES?IstonosIsbarosIstoposPor qu algunos ncleos son estables y otros inestables?Respuesta:Los ncleos atmicos se comportan como partculas compuestas a energas bajas, que son estables. La mayora de los ncleos atmicos por debajo de una cierta masa atmica y que adems presentan equilibrio entre protones y neutrones son estables.

Los ncleos con demasiados neutrones o protones son inestables.QU SABES SOBRE LOS FENMENOS NUCLEARES?Qu es?La energa nuclear es aquella que se obtiene de la reacciones nucleares que presentan algunos istopos.Energa nuclear10BALANCE DE ECUACIONES NUCLEARESConservar el nmero de masa (A). La suma de protones ms los neutrones en los productos debe igualar la suma de protones ms neutrones en los reactivos. Conservar el nmero atmico(Z).La suma de Z en los productos debe igualar la suma de Z en los reactivos. Radiacin alfa: semejante a ncleos de helio, no es muy penetrante (una hoja de papel es capaz de detenerla).EMISIONES RADIACTIVAS

Son partculas con carga positiva. Relacionada a energa electromagntica.Se mueven comparativamente con mucha lentitud, aproximadamente 20000 km/s y con muy leve poder de penetracin.Se producen en ncleos de gran masa. Z 83 12DESINTEGRACIN ALFAPo21284Pb20882He42+U23892Th23490He42+Po23090Ra22688He42+Disminuye el nmero de protones en 2Radiacin beta: formada por positrones y electrones, penetra un poco ms (una hoja de aluminio la detiene).

Su velocidad es muy cercana a la de la luz (300000 km/s).Se produce cuando un neutrn se convierte en protn, liberando en el proceso esta partcula.Los positrones se emiten generalmente desde ncleos en donde la cantidad de protones es mayor a la de neutrones.

14DESINTEGRACIN -C146N1470-1+K4019Ca40200-1+n10p110-1+Aumenta el nmero de protones en 1DESINTEGRACIN + (POSITRN)C146B1450+1+K3819Ar38180+1+p11n100+1+Disminuye el nmero de protones en 1Radiacin gamma: formada por fotones de alta frecuencia, son las ms penetrantes (una hoja de plomo de 10 cm de espesor es capaz de detenerla).

Con una longitud de onda mucho menor.Tienen un poder de penetracin en la materia que es mucho mayor que las partculas y alfa.Generalmente acompaan emisiones de rayos a y b , aunque los ncleos excitados por partculas de masa elevada emiten estos rayos para volver a su estado fundamental.17

TIPOS DE RADIACIN ALFA: bajo poder de penetracin-alto poder ionizante. BETA: poder medio de penetracin-100 veces menos poder ionizante que radiacin a .GAMA: poder de penetracin cien veces menos que radiacin b

EMISIONES RADIACTIVAS

BALANCE DE ECUACIONES NUCLEARESConservar el nmero de masa (A). La suma de protones ms los neutrones en los productos debe igualar la suma de protones ms neutrones en los reactivos. Conservar el nmero atmico(Z).La suma de Z en los productos debe igualar la suma de Z en los reactivos.

+

Serie Radiactiva de la desintegracin U-238 hasta Pb-206

Ese ncleo, en condiciones especiales, se puede modificar:

Se puede dividir el ncleo (fisin) o se puede unir a otro ncleo (fusin).Y durante esos procesos (fisin o fusin) se libera mucha energa.Energa nuclear25Consiste en la divisin de un ncleo pesado.Esta divisin, producto de un bombardeo de neutrones, genera 2 a 3 neutrones ms.Esta reaccin es en cadena.La fisin nuclear es la que vemos en los reactores nucleares.Fisin nuclear26El siguiente esquema muestra cmo sera una fisin nuclear.Fisin nuclear27La fusin nuclear consiste en la unin de dos tomos livianos, generando un tercer tomo ms pesado y estable.Para generar esa unin se requiere de una gran cantidad de energa. Se estudia la forma de contener esa energa.La fusin nuclear an est en etapa de experimentacin.Fusin nuclear28El siguiente esquema muestra cmo sera una fusin nuclear.Fusin nuclearFusin nuclear29

Reactor nuclearNo cualquier istopo se usa para la fisin nuclear.El Uranio (smbolo U).En la naturaleza existen varios istopos de este mineral. El ms abundante es el U-238 con un 99.285%, otro istopo, el U-235, tiene un 0.71% y el U-234 tiene un 0.005%.El problema son los desechos y residuos radiactivos que son muy peligros.

El U-235 es istopo radiactivo inestable entre los 3 istopos que componen el elemento.Como se fisiona, se usa de combustible. Pero debido a que su proporcin es tan pequea (0.71%), el U-238 tiene que ser sometido a un proceso muy complejo de enriquecimiento, para as obtener U-235.

Como producto de la fisin nuclear se genera gran cantidad de energa como calor.Esa energa se aprovecha para calentar agua, la que se evapora.Ese vapor (en movimiento) hace girar una turbina y esa turbina a un alternador que producir corriente elctrica.Reactor nuclear31

Esquema de un reactor nuclear.ReactorVaras de controlGenerador de vaporEdificio de contencinBombaBombaLnea de vaporAgua a presinTurbinaCondensadorAgua fraAlternadorTorre de enfriamientoVasija del reactorElectricidad32

Algunas aplicaciones de la energa nuclearEn la agricultura, por ejemplo, en el control de plagas.Fertilidad de suelos.En los alimentos y su conservacin.

En medicina, en diagnstico y tratamiento (medicina nuclear).Como radio-frmacos. En industria, se utiliza para la medicin de densidades.En la industria se usa como trazadores.En el medio ambiente, para medir contaminantes.

34Primero de ellos es el tratamiento de sus desechos.Los desechos radiactivos producto de la fisin nuclear son muy peligrosos.

PROBLEMAS de la energa nuclearSin considerar la destruccin que generara una bomba nuclear, el uso conlleva:

Pueden producir severos daos a la salud de las personas (cncer por ejemplo) y daos medioambientales.Estos desechos pueden emitir radiacin por miles de aos y esta radiacin es muy peligrosa.35