1. Generadores de electricidad porfusiny fisin nuclear datacin del carbono14

2. Energa nuclearLa energa nuclear es aquella que se libera comoresultado de una reaccin nuclear. Se puedeobtener por el proceso deFisin Nuclear (divisin de ncleos atmicospesados) o bien porFusin Nuclear (unin de ncleos atmicos muylivianos).En las reacciones nucleares se libera una grancantidad de energa debido a que parte de la masade las partculas involucradas en el proceso, setransforma directamente en energa 3. Energa nuclear 4. Reactor nuclearEn un reactor la energa nuclear es transformada en calor, elcalores usado para calentar agua, el agua a presin generarvapor, el vapor mover una turbina quea su vez impulsar al rotor de una generadorelctrico, obtenindose finalmente energaelctrica. 5. Reactor nuclear1. Ncleo del reactor. 2. Barras de control 3.Cambiador de calor(generador de vapor). 4. Presionador 5. Vasija 6. Turbina.7. Alternador. 8. Bomba 9. Condesador10. Agua de refrigeracin. 11. Transformador.12. Recinto de contencin de hormign armado. 6. fusin nuclearFundamentos fsicosUna reaccin de fusin nuclear es un proceso segn el cual se unen ncleos ligeros o intermediospara formar ncleos ms pesados, obtenindose energa.La fusin de un ncleo de deuterio, 2H, con un ncleo de tritio, 3H, da lugar a la formacin de unncleo de helio-4, 4He, adems de un neutrn y una energa dc 17,6 MeV, que se desprende enforma de calor . La ecuacin que describe el proceso es la siguiente:2H + 3H ----> 4He+ 1 neutrn + 17,6 MeV1 megaelectron volt = 1.60217646 10-13 joules 7. fusin nuclearFundamentos fsicosLos elementos atmicos empleadosnormalmente en las reacciones fusin nuclearson el Hidrgeno y sus istopos: el Deuterio (D)y el Tritio (T).Las reacciones de fusin ms importantes son:D + T --> 4He + n + 17,6 MeVD + D --> 3He + n + 3,2 MeVD + D --> T + p + 4,03 MeVn = neutronesp = protones 8. fusin nuclearFuncionamiento Para que tengan lugar estas reacciones debe suministrarsea los ncleos la energa cintica necesaria para que seaproximen los ncleos reaccionantes, venciendo as lasfuerzas de repulsin electrostticas. Para ello senecesita calentar el gas hasta temperaturas muy elevadas(107 108 C ), como las que se supone que tienen lugaren el centro de las estrellas. El gas sobrecalentado a tan elevadas temperaturas, demodo que los tomos estarn altamente ionizados, recibeel nombre de plasma. El requisito de cualquier reactor de fusin nuclear esconfinar dicho plasma con la temperatura y densidad lobastante elevadas y durante el tiempo justo 9. fusin nuclearFuncionamientoCombustible utilizado para las reacciones de fusin nuclearEl Deuterio es un istopo estable del hidrgeno formado por un protn y un neutrn. Su abundancia en elagua es de un tomo por cada 6.500 tomos de Hidrgeno, lo que significa que con el contenido de deuterioexistente en el agua del mar (34 gramos por metro cbico) es posible obtener una energa inagotablemediante la fusin nuclear, y cuyo contenido energtico es tal que con la cantidad de deuterio existente encada litro de agua de mar, la energa obtenida por la fusin nuclear de estos tomos de deuterio equivale a250 litros de petrleo.El otro elemento empleado en la fusin nuclear es el Tritio, es el istopo inestable o radiactivo del tomo dehidrgeno. Est compuesto por un protn y dos neutrones y se desintegra por emisin beta con relativarapidez, y aunque es escaso en la naturaleza, puede ser generado por reacciones de captura neutrnica conlos istopos del Litio, material abundante en la corteza terrestre y en el agua del mar. 10. fusin nuclearFuncionamientoConfinamientoFusin nuclear por confinamiento inercial (FCI): Tecnologa para producir la fusin termonuclearaprovechando la inercia mecnica de pequeas esferas slidas y densas de Deuterio-Tritio paracalentarlas hasta la temperatura de fusin mediante la inyeccin de breves e intensos pulsos deenerga (radiacin lser o partculas muy energticas procedentes de un acelerador). Elbombardeo de estas esferas provoca su calentamiento y la posterior compresin de su superficiea una altsima temperatura, formando un plasma caliente.Capsula de deuterio-tritio 11. Utilidad de la fusin nuclear Entre las ventajas de este dispositivo pueden citarse las siguientes: La fusin nuclear es una energa limpia ya que no produce gasesnocivos y genera residuos nucleares de muy baja actividad. Un reactor de fusin nuclear es intrnsecamente seguro ya que lapropia reaccin se detiene al cortar el suministro de combustible.No depende de ningn sistema externo de seguridad susceptible deerrores. Es una fuente inagotable de energa ya que el Deuterio existe enabundancia en la naturaleza y el Tritio es generado dentro delpropio reactor a partir del Deuterio. 12. fisin nuclearFundamentos fsicosDeterminados ncleos pesados, como, por ejemplo, el ncleo de uranio-235, se rompen en dos ncleosintermedios cuando se bombardean con neutrones. En este proceso, conocido como fisinnuclear, tambin se emiten otras partculas, adems de radiacin y una gran cantidad de energa.De la fisin de un ncleo de uranio-235 se obtiene un tomo de bario-142, un tomo de criptn-91, 3neutrones y una energa de 210 MeV que se desprende en forma de calor. La ecuacin que describe elproceso es la siguiente:235U + 1 neutrn ----> 142Ba + 91Kr + 3 neutrones + 210 MeVLa masa del ncleo de uranio-235 sumada con la masa del neutrn es ligeramente superior a la suma delas masas del ncleo de bario- 142, el ncleo de criptn-91 y los tres neutrones. Este pequeo defectode masa se ha transformado en energa. 13. fisin nuclearFundamentos fsicosCadena de reacciones nuclearesUna reaccin en cadena se refiere a un proceso en el que los neutrones liberados en la fisin produce una fisinadicional en al menos un ncleo ms. Este ncleo, a su vez produce neutrones, y el proceso se repite. El proceso puedeser controlado (energa nuclear) o incontrolada (armas nucleares).Si en cada fisin provocada por un neutrn se liberan dos neutrones ms, entonces el nmero de fisiones se duplica encada generacin. En este caso, en 10 generaciones hay 1.024 fisiones y en 80 generaciones aproximadamente 6 x1023 fisiones.Energa liberada por cada fisin nuclear165 MeV ~ Energa cintica de los productos de fisin7 MeV ~ Rayos gamma6 MeV ~ Energa cintica de los neutrones7 MeV ~ Energa a partir de productos de fisin6 MeV ~ Rayos gama de productos de fisin9 MeV ~ Anti-neutrinos de los productos de fisin200 MeV 14. fusin nuclearFuncionamientoLa fisin nuclear controladaPara mantener un control sostenido de reaccin nuclear, por cada 2 o 3 neutrones puestos enlibertad, slo a uno se le debe permitir dar a otro ncleo de uranio. Si esta relacin es inferior a unoentonces la reaccin va a morir, y si es ms grande va a crecer sin control (una explosin atmica). Paracontrolar la cantidad de neutrones libres en el espacio de reaccin debe estar presente un elemento deabsorcin de neutrones. La mayora de los reactores son controlados por medio de barras de controlhechas de neutrones de un fuerte material absorbente, como el boro o el cadmio. 15. fusin nuclearFuncionamiento Por qu se usa uranio?El istopo ms comn, el uranio 238. Hay una probabilidad bastante alta de que un neutrn incidentesea capturado para formar uranio 239 en lugar de causar una fisin. Sin embargo, el uranio 235 tieneuna probabilidad de fisin ms alta.Del uranio natural, slo el 0,7% es de uranio 235. Esto significa que se necesita una gran cantidad deuranio para obtener la cantidad necesaria de uranio 235. Adems, el uranio 235 no se pueden separarqumicamente del uranio 238, ya que los istopos son qumicamente similares.Los mtodos alternativos tuvieron que desarrollarse para separar los istopos. 16. Utilidad de la fusin nuclear La fision tiene la ventaja fundamental de ser aplicableal dia de hoy, tanto asi que ademas existeninnumerables modelos y formas de aprovechar la fisionnuclear (reactores rapidos o termicos, reproductores oquemadores, moderados por agua, grafito, sodioliquido.... con haz de tubos vertical, horizontal, deuranio natural, de uranio enriquecido, deplutonio, etc, etc, etc).Las tecnologias de fision estan muy bienestudiadas, hay mucha informacion y ademas hademostrado ser una forma segura de producir energia 17. DATACIN POR CARBONO-14funcionamiento Los rayos csmicos del Sol colisionan con los tomos de 14N de laatmsfera y los convierte en 14C radioactivo, que se combina con eloxgeno para formar CO2 radioactivo. Los seres vivos se encuentran en equilibrio con la atmsfera y el CO2radioactivo es absorbido y utilizado por las plantas. As entra en la cadenaalimenticia y en el ciclo vital del carbono. Todos los seres vivos contienen una proporcin 14C/12C constante (uno porcada billn) Al morir, cesa la incorporacin de 14C y los tomos de 14C que contenga elorganismo empiezan a transformarse en 14N sin ser reemplazado pornuevos tomos de 14C. El fundamento para datar un fsil se basa en el cambio producido en laproporcin 14C/12C La vida media del 14C es tan corta (5730 aos) que este mtodo slo sepuede aplicar a materiales biolgicos que tengan una antigedad menorde 60.000 aos. Se usa mucho en Arqueologa. 18. DATACIN POR CARBONO-14funcionamiento 19. DATACIN POR CARBONO-14calculo de tiempoDESINTEGRACIN RADIACTIVAAlgunos tomos son inestables y se desintegran espontneamente emitiendo radiaciones. Se haobservado que el tiempo en que determinada substancia se reduce a la mitad, llamado perodo, es unaconstante caracterstica de ella e independiente de la cantidad que haya. La ley de Rutherford sobre ladesintegracin radiactiva dice que el nmero de tomos de un elemento radiactivo transformados enun tiempo determinado es proporcional al nmero de tomos de ese elemento que estn presentes enla substancia, en particular, la frmula que describe la desintegracin es de la forma:N(t) = N0e k t N(t) = nmero de tomos radiactivos presentes al tiempo t. No= nmero de tomos radiactivos presentes originalmente, e = 2.7183, k = velocidad de desintegracin, t = tiempo transcurrido t 1/2 = perodo del elemento utilizado. 20. conclusin A pesar de tener una gran cantidad de energa ilimitada hayque saber utilizarla Ya que una gran energa con llena una gran responsabilidad