1ºBCT - T5 - Reacción de fisión del uranio.

TECNOLOGÍA INDUSTRIAL – 1º BACHILLERATO

TEMA 5 – ENERGÍAS NO RENOVABLES

• EL URANIO.
• El uranio es un elemento natural, con tres isótopos naturales, el U-238, el U-235 y el U-234. Todos ellos son radiactivos, pero solo uno de ellos el U-235 es fisible. Para saber más del uranio, de las formas químicas como se presenta, de las propiedades de los compuestos de uranio, de radioactividad y radiación y de los efectos del uranio sobre la salud. De la web http://web.ead.anl.gov/ dependiente del departamento de energía de Estados Unidos. En inglés.

• Vídeo que explica el decaimiento radioactivo del U-238 en Th-234, así como el concepto de vida media. En Youtube, publicado por Derek Owens. En inglés.
  

• El U-238 es un isótopo inestable, para ilustrar el decaimiento (el proceso de desintegraciones hasta lograr estabilidad) podemos ver la siguiente imagen del ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale - Italia). En ella podemos ver el largo camino que recorre el U-238 hasta estabilizarse en Pb-206.

• Para utilizar el uranio en las centrales nucleares debe ser enriquecido en su proporción del isótopo U-235, que es fisionable. Para ver las diferentes proporciones de los isótopos del uranio desde la naturaleza a sus diferentes aplicaciones, podemos ir al siguiente enlace de la Wikipedia, en inglés:
  

• En el proceso de enriquecimiento del uranio (aumentar su porcentaje de U-235) para su uso en reactores nucleares o armas es convertido en UF6, despues se le hace pasar por centrifugadoras quedando UF6 enriquecido y UF6 empobrecido, este uranio empobrecido (con mas bajo porcentaje de U-235 que en la naturaleza) tiene los siguientes usos. De la web http://web.ead.anl.gov/ dependiente del departamento de energía de Estados Unidos. En inglés.
  

• REACCIÓN DE FISIÓN DEL URANIO 235.
• Reacción en cadena de la fisión nuclear (Kettenreaktion bei der Kernspaltung), del centro de materiales de instrucción http://www.zum.de/ . Con bien desarrollados documentos pdf donde se puede ver como ocurriría en teoría el proceso de reacción en cadena y el número de neutrones y núcleos fisionados en cada paso. Con un documento pdf en blanco para ser trabajado por el alumno. En alemán.

• Interesante animación, del centro de materiales de instrucción http://www.zum.de/ , donde se puede ver paso a paso la reacción de fisión del U-235. Necesita plugin de Flash. En alemán.

• Imagen que ilustra la reacción de fisión de U-235 en un reactor CANDU, también llamado reactor PHWR, moderado por agua pesada, diseñado en Canadá. En ella se puede ver el papel moderador del agua pesada reduciendo la energía cinética de los neutrones rápidos originados en la fisión.

• En la reacción de fisión del U-235 es posible que los neutrones colisionen con núcleos de U-238, que no es fisible, se produce entonces una serie de reacciones con emisión de radiación beta que llevan a la producción de plutonio, Pt-239, que es radioactivo y fisible. En la siguiente página, del centro de materiales de instrucción http://www.zum.de/ , tenemos documentación gráfica del proceso. Con un documento pdf en blanco para ser trabajado por el alumno. En alemán.

• La fisión del U-235 solo ocurre con neutrones lentos (10 Km/s) también llamados térmicos, para conseguir estos neutrones lentos es necesario disminuir la energía cinética de los neutrones rápidos que se producen en la fisión (10000 Km/s), para ello se utilizan los moderadores, que ralentizan la velocidad de los neutrones rápidos y los convierten en lentos sin capturarlos. Los moderadores pueden ser agua pesada, agua o gráfito. El agua actua también para el transporte del calor. Por otra parte ,para regular la potencia del reactor (el número de fisiones por unidad de tiempo) son necesarias las barras de control, que capturan a los neutrones lentos. Para ello se utiliza el carburo de boro (B4C) y el cadmio. En la siguiente página, del centro de materiales de instrucción http://www.zum.de/ , tenemos documentación gráfica del proceso. Con un documento pdf en blanco para ser trabajado por el alumno. En alemán.