Orígenes y desarrollo de laOrígenes y desarrollo de lafísica nuclearfísica nuclear

Miguel Ortuño

Academia de Ciencias Departamento de Física

Región de Murcia Universidad de Murcia

IES Floridablanca, Murcia, 2006 II Semana de la Ciencia y la Tecnología

Estructura atómica

Número protones = número de electrones

Número de neutrones ≥ número de protones

Isótopos

Propiedades químicas dependen de Z

Estabilidad

Proporciones naturales

Reacciones

Químicas: intercambio de átomos en las moléculas

Nucleares: intercambio de protones y neutrones en los núcleos atómicos

Energías de las reacciones nucleares muchísimo mayores que las de las químicas

Defecto de masa

E = m c2

Fisión Fusión

Fisión

Bombas nucleares A

Reactores nucleares

Desintegración de núcleos pesados

Fusión

Unión de partículas pequeñas

Bomba de hidrógeno

ITER

Neutrones

Enrico Fermi

Descubiertos en 1932

Al ser neutros llegan mejor al núcleo

Los neutrones lentos (térmicos) son más efectivos

Moderador

Experimento de fisión

1934: Fermi consigue la fisión sin saberlo

1938: Hahn y Strassmann realizan la fisión

1939: Meitner y Frisch la explican

Carta

Szilard, Wigner y Teller convencen a Einstein de que escriba a Roosvelt

Uranio

Es el elemento natural más pesado

El 99 % es U-238 no válido para bombas

El 1 % es U-235, más fisionable (Bohr y Wheeler)

Separación no química

Espectrógrafo

Difusión gaseosa

Plutonio

Es un elemento artificial, descubierto en 1941

Se produce en los reactores nucleares

U + n Np P + e

Es altamente fisionable

Se puede separar químicamente del uranio

Se difumina la diferencia entre el uso de la energía nuclear para generación de energía y para bombas

El esfuerzo alemán

Mejor situación de partida

Cálculo erróneo de la masa crítica (toneladas)

Se concentran en el reactor nuclear

Reactor un 50 % más pequeño de lo debido

Moderador

Eligen como moderador agua pesada, debido a la mala pureza de sus muestras de grafito

La resistencia noruega destruye sus reservas

El proyecto Manhattan

Comienza en 1942 al mando del General Grooves

Oppenheimer es el director científico

Manda construir un laboratorio secreto en Los Álamos

Oak Ridge

Calutrón

Little boy

Uranio enriquecido en Oak Ridge

Hiroshima, 6 agosto 1945, más de 100.000 muertos

Hanford

Fermi construye reactor nuclear en la U. Chicago

Fat man

Nagasaki, 9 agosto 1945, 74.000 víctimas

Implosión. Emisión de neutrones

Farm Hall

10 científicos alemanes aislados en Farm Hall

Conocer la situación alemana

Evitar que Rusia los capturara

Nueva carrera

1946, la Unión Soviética consigue su primera reacción en cadena

1949, la Unión Soviética detona su primera bomba nuclear, 21 kilotones

1952, Estados Unidos explota la primera bomba de hidrógeno, 10 megatones

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