Fissió i fusió

Fissió

La suma de les masses dels nuclis i les partícules resultants de la fusió no es igual a la de la partícula inicial, perquè part de la massa s’ha transformat en energia. Aquesta energia s’emet en forma de rajos gamma i en forma d’energia cinètica, que escalfa la matèria del voltant.

A mesura que el nombre de neutrons augmenta respecte el nombre de protons, sortint de la banda d'estabilitat, l'àtom es torna més inestable.

L’urani El període de semidesintegració de

l'urani-235 és 704.000.000 d'anys, el que els converteix en útils per estimar l'edat de la Terra

De cada gram d'urani natural el 99,284% de la massa és urani-238, el 0,711% urani-235

Per les reaccions nuclears s’utilitza l’urani-235 perquè té una probabilitat molt mes alta de fisionar-se pel bombardeig de nuetrons (reacció en cadena)

L’utilització de l’urani varia principalment entre l’obtenció d’energia i la creació d’armes

Representació digital d’un àtom d’urani

• "Baker"    24 de Juliol de 1946 (GMT)Operation Crossroads, Atolon de Bikini (40.000 km de Hawaii), Marshall Islands (11 mesos després de les bombes del Japó)

• La bomba de Nagasaki tenia 25 kilotons (104,1 TJ), aquesta en te 21.• 25 m sota el mar• Va enfonsar 70 de 185 vaixells

http://www.youtube.com/watch?v=hKZoThmpbD0

La fissió va ser descoberta el 1938 per Lise Meitner, Otto Hahn i Fritz Strassmann a partir de les investigacions de Fermi. Juliot Curie va descubrir que durant la fissió s'emetien neutrons, fent possible la reacció en cadena.

http://www.youtube.com/watch?v=__RNllbGDj8

Amb l’arribada de la II Guerra Mundial, EEUU va començar a investigar el potencial de l’urani per construir un arma i usar-la contra els nazis. Al 1939 es va avisar al president i es van donar els primers pasos per a la investigació. El projecte va ser anomenat “Projecte Manhattan”. Fermi va formar part d’aquest projecte.

Fusió La fusió es un procés invers a la fissió.

Consisteix a unir dos nuclis lleugers (normalment l’hidrogen i els seus isòtops). Es el que es dona a les estrelles.

Hidrogen Heli Carboni

La fusió depèn de superar la barrera de l’electromagnetisme per arribar a l’abast de la força nuclear forta

S’utilitza l’heli per disminuir l’efecte del camp electromagnètic

Fusió nuclear per confinament inercial (FCI)

Fusió nuclear per confinament inercial (FCI): És una tecnologia per a produir la fusió termonuclear aprofitant la inèrcia mecànica de petites esferes sòlides i denses de Deuteri-Triti per escalfar-les fins la temperatura de fusió mitjançant la injecció de breus i intensos polsos d'energia (radiació làser o partícules molt energètiques procedents d'un accelerador). El bombardeig d'aquestes esferes provoca la seva escalfament i la posterior compressió de la seva superfície a una altíssima temperatura, formant un plasma calent. El plasma s'escaparà lliurement cap a fora, però per conservació de l'impuls, part de les partícules haurà d'anar cap a dins. Aquesta implosió serà capaç de comprimir la mescla de gas Deuteri-Triti que pot col·locar dins de l'esfera, i juntament amb la calor produïda provocar una fusió termonuclear. En aquest procés, les fases d'escalfament i confinament s'efectuen a la vegada, usant el mateix dispositiu subministrador de l'energia.

Fusió nuclear per confinament magnètic (FCM)

Tecnologia per a provocar la fusió mantenint el plasma de Deuteri-Triti confinat mitjançant un camp magnètic de la configuració i intensitat adequades. Amb l'ús dels camps electromagnètics s'aconsegueix que les partícules del plasma s'accelerin, evitant que segueixin camins aleatoris i puguin reaccionar amb més facilitat. Les fases d'escalfament i confinament es fan per separat. El confinament magnètic més simple és un camp magnètic uniforme, on les partícules realitzaran trajectòries espirals al voltant de la direcció del camp Això seria suficient per confinar les partícules en només dues direccions. Per evitar la pèrdua de les partícules al llarg de l'eix del camp se sol utilitzar un toro.