Fundamentos de Fisión y Fusión Nuclear: Procesos y Partículas Elementales

Fisión Nuclear: Mecanismos y Control

Para iniciar la fisión, se hacen incidir neutrones sobre los núcleos que se desea fisionar. Teniendo en cuenta su energía cinética, los neutrones se clasifican en lentos o rápidos. Para producir la fisión, los neutrones que choquen con el núcleo han de ser lentos para que se produzca su captura y la posterior fisión del núcleo.

En las reacciones de fisión hay que tener en cuenta:

• Tienen lugar con pérdida de masa.
• Son muy exoenergéticas.
• Dan lugar a la emisión de más neutrones.

Los neutrones que proyecta el núcleo se fisionan rápido y deben ser moderados, lo cual se logra por la colisión con los núcleos del propio material moderador. Se comprende por volumen crítico de un material aquel por debajo del cual no se puede producir la reacción en cadena, pues los neutrones no son frenados lo suficiente.

Si en una reacción de fisión se controla el número de neutrones lentos, es una reacción nuclear de fisión controlada. Para mantener la reacción, por cada neutrón que produce la fisión, debemos crear otro. Se llama factor de multiplicación (k) al número de neutrones producidos en cada fisión que provocan otras fisiones:

• k = 1: Estado crítico.
• k > 1: Estado supercrítico.
• k < 1: Estado subcrítico.

Fusión Nuclear: Energía del Futuro

Es el proceso que tiene lugar cuando dos o más núcleos dan lugar a otro más pesado y una o más partículas o radiación gamma. Como en este proceso la masa disminuye, se desprende la energía equivalente. La fusión nuclear es un proceso que transcurre con conversión de masa en energía y es altamente exoenergético.

En la fusión nuclear se alcanzan millones de grados y ahí reside el problema: no hay ningún recipiente que pueda aguantar esas temperaturas. Además, a esas temperaturas los átomos pierden sus electrones. Se prevé que sea la energía del futuro, ya que los combustibles son muy abundantes en la naturaleza y apenas genera residuos.

Partículas Elementales

Supuestamente, son aquellas que no pueden desintegrarse en otras partículas:

• Positrón: Es la antipartícula del electrón; difiere en el signo de su carga.
• Neutrino: Partícula neutra cuya velocidad es igual a la de la luz. Son considerados elementales y estables.
• Leptones: Incluyen el electrón, el tauón y tres variedades de neutrinos.
• Quarks: Cuya carga eléctrica es ±1/3 o ±2/3 de la carga del electrón. Existen seis tipos.