Actividad 2 Examen
Apartado A ¿Qué son las reacciones nucleares de fisión? ¿Cómo se explican a partir de la curva o gráfica de estabilidad nuclear
¿Qué es un reactor nuclear de fisión? Las reacciones nucleares de fisión son unos tipos de reacciones nucleares en los que un núcleo pesado se escinde, divide, en dos núcleos más ligeros y de masas parecidas, además de varios neutrones
Se explica mediante la curva o gráfica de estabilidad nuclear, energía de enlace por nucleón frente al número másico A, teniendo en cuenta que los núcleos ligeros que se forman tienen mayor energía de enlace por nucleón que el núcleo pesado inicial
Por ejemplo, el uranio-235 posee una energía de enlace por nucleón de aproximadamente 7 megaelectronvoltios por nucleón, mientras que los fragmentos poseen energías de enlace por nucleón de unos 8 megaelectronvoltios
Un reactor nuclear de fisión es un dispositivo en el que se producen reacciones de fisión de forma controlada, produciéndose reacciones en cadena de forma autosostenida
Apartado B Una de las reacciones de fisión que se producen los reactores de una central es aquella en la que el uranio-235 absorbe un neutrón produciéndose criptón-86 y varios 139, así como algunos neutrones
Escribe la reacción nuclear y determina la energía que producirá un kilogramo de uranio-235 a través de esta reacción
¿Cuál será la longitud de onda asociada o de debroide uno de los neutrones emitidos en las fisiones si su energía cinética corresponde al 0,2% de la energía del proceso
Para escribir la ecuación que representa la reacción nuclear hay que aplicar las leyes de conservación, concretamente dos de esas leyes, la conservación del número total de nucleones y la conservación de la carga eléctrica total
Eso nos lleva a determinar que es 11 el número de neutrones que se emiten en total en la citada reacción de fisión
Para hallar la energía que producirá un kilogramo de uranio-235 a través de esta reacción, obtendremos primero la energía, q igual a delta de m por la velocidad de la luz al cuadrado, de una de dichas reacciones calculando primero el defecto de masa de dicha reacción, delta de m
Esa energía corresponde a la fisión de cada núcleo de uranio-235. De este modo para un kilogramo de uranio-235 debemos hallar el número de núcleos que contiene ese kilogramo, para a continuación multiplicarlo por la energía que produce cada uno de ellos, q
La determinación del número de núcleos de uranio-235 se realiza mediante la conversión a kilogramos de una unidad de masa atómica y haciendo uso de la masa atómica del uranio-235
El resultado es de 5,28 por 10 elevado a 13 julios. Para hallar cuál será la longitud de onda asociada o de de Brody de uno de los neutrones emitidos en las fisiones si su energía cinética es de 0,2% de la energía de la reacción, haremos uso de la hipótesis de ese físico francés, expresada en función de la energía cinética de la partícula o hallando la velocidad a la que se moverá el neutrón a partir de dicha energía cinética en su expresión clásica
Hallando la velocidad del neutrón llegamos a la conclusión que se puede aplicar dicha expresión clásica, no relativista
Antes de proceder a aplicar cualquiera de los dos procedimientos debemos escribir las unidades en la forma adecuada
Recordemos que la hipótesis de de Brody nos dice que la longitud de onda asociada a una partícula es igual a la constante de Planck dividida entre el momento lineal de la partícula
En este problema es mejor escribirla en función de la energía cinética de la misma, que es el 0,2% de la energía de la reacción de fisión
Gracias por ver el video. Subtítulos realizados por la comunidad de Amara.org
El resultado es de 5,645 por 10 elevado a menos 14 metros
En esta simulación de PHET se puede observar. Primero, el proceso de fisión de un núcleo de uranio-235
Segundo, la reacción en cadena que produce la fisión de 100 núcleos de uranio-235, así como el hecho de que el uranio-238 no es fisionable
Tercero, el funcionamiento básico de un reactor nuclear de fisión con alguno de sus elementos característicos, el elemento fisionable o combustible nuclear, uranio-235, y las barras de control que absorben neutrones, también se pueden ver unos gráficos de barras con la energía total producida y la potencia instantánea desarrollada en el reactor
Gracias por ver el video