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Los átomos pueden ganar o perder energía cuando un electrón se mueve de una órbita más alta a una más baja alrededor del núcleo. Sin embargo, dividir el núcleo de un átomo libera de manera considerable más energía que la de un electrón que regresa a una órbita más baja desde una más alta. A dividir un átomo se le llama fisión nuclear y a la división repetida de átomos se le llama una reacción en cadena. Este no es un proceso que se pueda realizar en casa. Solo puedes realizar la fisión nuclear en un laboratorio o planta nuclear que esté equipada de forma adecuada.
Pasos
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Elige el isotopo correcto. Algunos elementos o isotopos de elementos sufren una desintegración radioactiva. Sin embargo, no todos los isotopos se crean de la misma forma cuando se trata de dividirlos fácilmente. El isotopo más común de uranio tiene un peso atómico de 238, que comprende 92 protones y 146 neutrones, pero estos núcleos suelen absorber neutrones sin dividirse en núcleos más pequeños de otros elementos. Un isotopo de uranio con tres neutrones menos, 235 U, puede separarse con mucha más facilidad de lo que puede 238 U; este isotopo se denomina fisible. [1] X Fuente de investigación
- Cuando el uranio se divide (experimenta la fisión), libera tres neutrones que chocan con otros átomos de uranio, y así crear una reacción en cadena.
- Algunos isotopos se pueden dividir con mucha facilidad, tan rápido que una reacción de fisión continua no se puede mantener. Esta se denomina fisión espontánea, el isotopo de plutonio 240 Pu es un isotopo, a diferencia del isotopo 239 Pu con su índice de fisión más lento.
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Consigue la cantidad suficiente del isotopo para asegurar que la fisión continúe después de que el primer átomo se divida. Esto requiere tener una cantidad mínima determinada del isotopo fisible para hacer sostenible la reacción de fisión, a lo que se le llama masa crítica. Lograr la masa crítica requiere la cantidad suficiente del material original para que el isotopo aumente las posibilidades de que ocurra la fisión. [2] X Fuente de investigación
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Dispara un núcleo atómico del mismo isotopo contra otro. Dado que las partículas subatómicas son difíciles de obtener, a menudo es necesario expulsarlas de los átomos de los cuales forman parte. Un método para hacerlo es disparar átomos de un isotopo determinado contra otros átomos de ese mismo isotopo. [3] X Fuente de investigación
- Este átomo se usó para crear la 235 U bomba atómica que se lanzó en Hiroshima. Un arma parecida a una pistola con un núcleo de uranio disparó 235 U átomos a otro pedazo del 235 U material de soporte lo bastante rápido para que las neutrones que liberaron de forma natural choque contra los núcleos de otros 235 U átomos y se rompan. Los neutrones liberados cuando los átomos se dividen, a su vez golpearán y dividirán otros átomos.
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Bombardea los núcleos del isótopo fisibles con partículas subatómicas. Una sola partícula subatómica puede golpear un átomo de 235 U, al dividirlo en dos átomos separados de otros elementos y liberar tres neutrones. Estas partículas pueden provenir de una fuente moderada (por ejemplo, una pistola de neutrones) o se pueden generar cuando los núcleos choquen. Tres tipos de partículas subatómicas se usan comúnmente. [4] X Fuente de investigación
- Protones: estas partículas subatómicas tienen masa y una carga positiva. El número de protones en un átomo determina de qué elemento es el átomo.
- Neutrones: estas partículas subatómicas tienen masa como protones, pero no carga.
- Partículas alfa: estas partículas son los núcleos de los átomos de helio, desprovisto de los electrones en órbita.
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Obtén una masa crítica de un isotopo radioactivo. Necesitarás la suficiente materia prima para asegurarte de que la fisión continúe. Ten en cuenta que en una muestra determinada de algún elemento (por ejemplo, plutonio), tendrás más de un isotopo. Asegúrate de que calcular cuánto del isotopo fisible deseado está en la muestra. [5] X Fuente de investigación
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Enriquece el isotopo. A veces, es necesario aumentar la cantidad relativa del isotopo fisible en una muestra para asegurar que ocurra una reacción sostenible de fisión. Esto se denomina enriquecimiento. Existen varias formas de enriquecer materiales radioactivos . Algunos de estos son los siguientes: [6] X Fuente de investigación
- difusión de gas
- centrífuga
- separación electromagnética
- difusión termal líquida
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Aprieta la muestra atómica para así acercar los átomos fisibles. A veces, los átomos se descomponen demasiado rápido por sí solos para dispararse entre sí. En este caso, acercar los átomos aumenta la posibilidad de que las partículas subatómicas liberadas golpeen y dividan otros átomos. Esto se puede hacer al usar explosivos para forzar a que los átomos fisibles se acerquen. 239 Pu atoms. [7] X Fuente de investigación
- Este método se usó para crear la 239 Pu bomba atómica que se lanzó en Nagasaki. Los explosivos convencionales hicieron sonar una masa de plutonio; cuando se detonan, estos juntan la masa de plutonio, al acercar los 239 Pu átomos lo suficiente para que los neutrones que liberaron golpeen y dividan continuamente otros átomos de plutonio.
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Reviste los materiales radioactivos en metal. Coloca el material radioactivo en una cubierta de oro. Usa un soporte de cobre para fijar la cubierta en su lugar. Ten en cuenta que tanto el material fisible como los metales se volverán radioactivos una vez que se realice la fisión. [8] X Fuente de investigación
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Excita los electrones con una luz láser. Con el desarrollo de los láseres de petavatios (10 15 watt), ahora es posible dividir los átomos al usar la luz láser para excitar los electrones en metales que cubren una sustancia radioactiva. De igual manera, podrías usar un láser de 50 teravatios (5 x 10 12 watt) para excitar los electrones en el metal. [9] X Fuente de investigación
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Detén el láser. Cuando los electrones regresan a sus órbitas regulares, estos liberan una radiación gamma de gran energía que penetra los núcleos de cobre y oro. Esto liberará los neutrones de aquellos núcleos. Entonces, estos neutrones chocarán con el uranio debajo del oro y dividirán los átomos de uranio. [10] X Fuente de investigaciónAnuncio
Consejos
- Hazlo solo en una instalación adecuada como una planta de energía nuclear o un laboratorio de física.
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Advertencias
- Este proceso podría causar una explosión masiva.
- La radiación te matará. Usa el equipo de seguridad adecuado. Mantén una distancia segura de los materiales radioactivos.
- Hacerlo por tu cuenta es ilegal.
- Al igual que con cualquier equipo, sigue los procedimientos de seguridad requeridos y no hagas nada que parezca riesgoso.
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Referencias
- ↑ http://www.physics4kids.com/files/mod_fission.html
- ↑ http://www.physics4kids.com/files/mod_fission.html
- ↑ http://www.atomicheritage.org/history/science-behind-atom-bomb
- ↑ http://www.physics4kids.com/files/mod_fission.html
- ↑ http://www.atomicheritage.org/history/science-behind-atom-bomb
- ↑ http://www.atomicheritage.org/history/science-behind-atom-bomb
- ↑ http://www.atomicheritage.org/history/science-behind-atom-bomb
- ↑ http://physics.aps.org/story/v5/st3
- ↑ http://physics.aps.org/story/v5/st3
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