centrales nucleares

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“ Que es laenergía

atómica.” 

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El Átomo 

¿Qué es? 

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Representación mas usual de un átomo 

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Representación mas usual de un átomo 

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Esta compuesto por...

El átomo 

Es la partícula mas pequeña en la que sepuede dividir la materia sin que pierda

sus propiedades físicas y químicas.

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El átomo 

La cantidad de ellos determina elnúmero atómico (Z), define el nombre delelemento.

El hidrógeno tiene Z = 1 , el Uranio Z = 9 2

Los protones 

Son partículas de carga

eléctrica positivas que formanel núcleo de los átomos.

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El átomo 

Sumados a los protones dan el número másico(A) que determina el isótopo del elemento.

U235 A = 92 protones + 143 neutrones

Los neutrones Son partículas sin carga queforman el núcleo de los átomos.

De masa similar a la de losprotones.

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Fuerzas nucleares o hadrónicas El átomo 

Son más intensas que lafuerza de repulsióneléctrica entre losprotones, por lo cual los

mantiene unidos.

Son fuerzas de atracción queactúan sobre los protones yneutrones. Aparecen cuandoambas partículas se encuentranmuy próximas.

El núcleo 

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No

Atómico(no varía)

No

deMasa(aumenta)

Sus isótoposEl hidrógeno 

H1(hidrógeno) Z = 1 A = 1 (1 protón)

H2(deuterio) Z = 1 A = 2 (1 protón + 1 neutro)

H3(tritio) Z = 1 A = 3 (1 protón + 2 neutro)

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En estado natural el

uranio está compuesto porel 238 (97,3%), el 235(0.7%) y el 234 (0.005%)

Artificialmente se puedenobtener 13 isótopos mas,

del 226 al 242 (no seforma el 241).

El uranio El átomo 

N0 atómico Z= 92 (92 protones)

N0 másico A=238 (92 protones +146 neutrones)

Sus isótopos

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La Radiación 

¿Qué es? 

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Símbolointernacionalde radiación

La Radiación 

Índice 

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La Radiación 

Es una emisión de energía enforma de partículas u ondaselectromagnéticas

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Cotidianamente estamos expuestos a radiaciones ionizantes.Desde el espacio la tierra es bombardeada por radiación

electromagnética de muy alta energía (rayos cósmicos), rayos, X, ultravioleta, microondas, radiofrecuencia, etc. y

partículas de alta energía (protones, neutrones, etc)

Natural de fondo La Radiación 

Neutrones

XUV

Protones

radiaciónelectromagnética

partículas dealta energía.Tierra

Radiofrecuencia y microondas

Luz

infrarrojos

cósmicos

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La fisión

Se produce cuando unneutrón (con la energíaadecuada) se acerca a un

átomo fisionable de losúltimos de la tablaperiódica.

Energia Liberada:

E=mC2

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La fisión

Neutrones

(instantáneos)

Fragmentoliviano

Fragmentopesado

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Los nuevos

núcleosexcitadosdecaen

liberandoenergía enforma deradiación

o y neutrones(retardados)

La fisión

X 

Neutrones(retardados)

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2 neutrones fisionan a

2 átomos, generando 4neutrones

La reacción en cadena 

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Los 4 neutrones fisionan a

4 átomos, generando8 neutrones

La reacción en cadena 

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La reacción en cadena 

Los 4 neutrones fisionan a

4 átomos, generando8 neutrones

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La reacción en cadena 

Los 8 neutrones fisionan a

8 átomos, generando16 neutrones

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La reacción en cadena 

Aumenta la cantidad de fisiones que a su vez

generan mas neutrones.

Esto ocurre en una fracción de tiempo muypequeña (millonésimas de segundo).

El frenado de los fragmentos de fisión (queposeen una gran energía cinética) produceliberación de energía en forma de calor.

No todos los neutrones producidos generannuevas fisiones, parte de ellos escapan o sonabsorbidos por otros elementos del sistema.

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En elreactor 

¿Que pasa en? 

E l

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La reacción en cadena es controlada poruna placa de cadmio que actúa comoabsorbedor de neutrones.

En el reactor 

E l t

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La reacción en cadena es controlada poruna placa de cadmio que actúa comoabsorbedor de neutrones.

En el reactor 

Barra decontrol

Cd

E l t

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La reacción en cadena es controlada por una placa de cadmio que actúa como

absorbedor de neutrones.Elementos de control: Boro, cadmio, indio, samario, europio

En el reactor 

Barra decontrol

Cd

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Masa crítica: Para cada reactor(combustible,

 geometria, etc.) existe una masa crítica mínima que por debajo de la cual no se puede mantener lareacción en cadena 

Moderación: Proceso por el cual se reduce lavelocidad de los neutrones, hace rebotar losneutrones como bolas de billar perdidendo velocidaden cada rebote 

Sección eficaz: representa la probabilidad que tieneun núcleo de ser impactado por un determinado tipode neutrón[barns], Ej: U-238 <0.5[mbarns] , U-235=582[barns] 

Definiciones 

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Moderadores 

Deuterio: Isotopo de hidrogeno se presenta comoD2oagua pesada, bajo peso atómico(doble del neutron),sección eficaz 7[barns ] 

Hidrogeno(H1) : Bajo peso atomico (neutron), seccioneficaz 38 [barns] 

Carbono: se presenta en forma de grafito, seccioneficaz 4.8 [barns] 

Berilio: seccion eficaz 7 []barns] 

U d l E í Ató i

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Con el calor liberado enlas reacciones nuclearesse genera vapor de agua

para mover turbinas queaccionan generadores deenergía eléctrica en

centrales nucleares,barcos y submarinos.

Usos de la Energía Atómica El calor de las reacciones nucleares

U d l E í Ató i

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Reactor nuclear Generación de electricidad

Usos de la Energía Atómica 

Bomba

Circuito

primario

Circuito

secundario

Torre de

enfriamiento

Red de alta

tensión

Intercambiador

de calor 

Fuente natural de agua

El calor de las reacciones nucleares

Bomba

aire

Reactor 

Turbina

Generador 

Generador de vapor(Intercambiador de calor)

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BWR 

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Potencia de decaimiento: Potencia residual no puedenapagarse totalmente

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CalorUsos de la Energía Atómica

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CalorUsos de la Energía Atómica 

Fuel oil 41.000 Kg.

Carbón 109.333 Kg.

Uranio natural 1 Kg.

Para la producción de 164.000 Kw./h se necesitan:

La cantidad de contaminantes y residuos es proporcional a lacantidad de combustible quemado.Los residuos nucleares quedan confinados dentro delelemento combustible, gran parte de ellos, luego de serreprocesados se utilizan nuevamente.Las cenizas y los gases generados por la combustión decombustibles fósiles, que son liberados a la atmósfera,contienen radionucleidos.

Usos de la Energía Atómica

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Usos de la Energía Atómica Radiación (gama)

Irradiación de tumores.

Esterilización de alimentos (mejora su conservación)

Esterilización de residuos patógenos, barrosindustriales, etc.

Radiografía de estructuras industriales, etc

Esterilización de productos farmacéuticos.

Control de plagas.Conservación de obras de arte.

Usos de la Energía Atómica

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Usos de la Energía Atómica Radiación (gama) Control de plagas.

Se irradian distintoscomponentes de lascolmenas para el controlde parásitos.

Inspección radiográfica decomponentes diversos.

Industria pesada, liviana yobras de arte.

Usos de la Energía Atómica

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Usos de la Energía Atómica Radiación (gamma) Control de plagas.

Técnica del Insecto Estéril. Se esterilizan por radiacióngama a crisálidas de la especie a controlar, soltándolas ensu hábitat natural. Los adultos estériles, al copular conespecímenes de la plaga disminuyen progresivamente elcrecimiento vegetativo. Mediante aplicaciones sucesivas se

logra controlar la población sin contaminar cultivos, suelos,napas, ríos, aire y sin afectar a otras especies o a susdepredadores naturales como sucede con los plaguicidasquímicos.

Usos de la Energía Atómica

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Usos de la Energía Atómica 

Conservación de alimentos.El uso de las radiaciones ionizantes para la conservación de alimentostiene ya varios años de aplicación en el mundo. Las dosis de tratamientovarían de acuerdo con el producto y el objetivo buscado.

Dosis bajas:inhiben la brotación, controlan la presencia de insectos y la

infestación con parásitos, retrasan la maduración.

Dosis medias: pasteurizan en frío, reducen la carga microbiana, prolonganla vida útil.

Dosis altas: esterilizan, eliminan virus.

Ventajas: No contamino el medio ambiente, no afecta el valor nutritivo nila digestibilidad del alimento, no modifica las características sensoriales,no genera residuos, provee resultados inmediatos, asegura la cal¡dadhigiénico-sanitaria. Permite el tratamiento en el envase final sellado.

Radiación (gama)