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)