APLICACIONES DE LA FÍSICA NUCLEAR

APLICACIONES DE LA FÍSICA NUCLEAR

La física nuclear tiene múltiples aplicaciones. Aquí se tratarán primero dos medios por los cuales se puede derivar energía a partir de las reacciones nucleares, estas dos técnicas son la fisión, en la que el núcleo de gran número de masas se divide o fisiona en dos núcleos mas pequeños, y la fusión en la que dos núcleos ligeros se fusionan para formar un núcleo más pesado; en cualquier caso existe una liberación de energía la cual puede usarse en forma destructiva por medio de bombas.

Interacciones que implican neutrones

A fin de entender el proceso de la fisión nuclear y la fisica del reactor nuclear, se debe entender primero la forma en la cual los neutrones interactúan con los núcleos. Debido a su neutralidad de carga, los neutrones no se sujetan a las fuerzas de Coulomb, los neutrones muy lentos pueden vagar a través de un material y causar reacciones nucleares. Como los neutrones interactúan en forma muy débil con los electrones, la materia parece estar bastante "abierta" para los neutrones.

Neutrón termal

Cuando un neutrón rápido (con energías mayores de 1 MeV) se mueve a través de la materia, realiza muchos eventos de colisiones con los núcleos. En cada uno de esos eventos el neutrón cede parte de su energía cinética al núcleo. El neutrón continúa realizando colisiones hasta que su energía sea del orden de la energía termal kT en donde k es la constante de Boltzmann y T es la temperatura absoluta. Un neutrón con esta energía se llama neutrón termal. Ésta energía baja tiene la gran posibilidad de que el neutrón sea capturado por el núcleo acompañado por la emisión de un rayo gama. Este proceso de captura neutrónica se puede escribir como:

n + X X + ??

La razón de la captura neutrónica asociada con el proceso anterior depende de la naturaleza del material con el que interactúa el neutrón, para algunos materiales predominan las condiciones elásticas. Los materiales para los cuales esto ocurre se llaman moderadores debido a que retardan o moderan los neutrones energéticos originales con mucha eficiencia.