Para comprender más sobre la complejidad de la energía nuclear y sus posibles usos, hoy vamos a intentar explicarte qué es la fisión nuclear. Acompáñanos en este recorrido para saber cómo se caracteriza la fisión nuclear y cuáles son los fines de la energía obtenida mediante esta compleja reacción en cadena.

Ojocientífico.com 19/06/13

Nociones básicas de fisión nuclear

La fisión nuclear es un fenómeno físico que ocurre a escalas subatómicas mediante la partición en dos de un núcleo atómico por colisión con una partícula cuántica, con la finalidad de aprovechar la energía que los mantenía unidos antes del impacto y que lleva por nombre energía de enlace y es justamente la energía E=mc2.

Cuando un neutrón colisiona con el núcleo de uranio 235, su masa y energía es agregada al mismo incrementándola en un núcleo más pesado e inestable: el uranio 236. Este comienza a oscilar y, en fracciones de segundo, se parte en dos núcleos estables, liberando la energía que los mantenía unidos, más la emisión de dos a tres neutrones, los cuales sirven a su vez para dividir nuevos núcleos que liberan energía además de la emisión de otros tres neutrones que golpean más núcleos, y... así sucesivamente, en una reacción incontrolada de rápido crecimiento.

¿Qué es necesario para que se realice la fisión?

Supongamos un electrón; su tamaño, comparado con el núcleo del átomo, es tan pequeño que sería como tirar un grano de arena sobre una pared, habría que acelerarlo a enormes cantidades de energía y no existen aceleradores que la consigan, además en un artefacto pequeño es imposible disponer de esa energía necesaria para que el electrón divida el núcleo del átomo.

Podría utilizarse el protón; sin embargo esta partícula tiene carga positiva y en el núcleo del átomo de uranio hay muchos protones con carga positivas, con lo que una vez acelerado sería desacelerado por estas cargas de su misma naturaleza, llevándolo a una velocidad reducida antes de acercarse al núcleo. Entonces, no serviría, pues habría que gastar más energía para dividir el núcleo en la búsqueda de vencer las fuerzas repulsivas entre protones.

Existe una partícula con masa un poco mayor que la del protón y siendo que es neutra no tendría problemas al acercarse al núcleo e impactarlo: se trata del neutrón que puede ser acelerado con explosivos y alcanzar la energía cinética necesaria para golpearlo y dividirlo en dos mitades.

Cómo lograr una reacción en cadena satisfactoria

Al enriquecer el uranio natural, se obtiene uranio 238 en una cantidad de 99.3 por ciento no fisionable y apenas el 0.7 por ciento de uranio 235 es fisionable y siempre hay impurezas en este, aún cuando se hayan utilizado los mejores métodos de enriquecimiento. Por ello, el bombardeo con neutrones no llegaría a las zonas del material donde hay uranio fisionable y la reacción sería tan pobre que no soltaría el porcentaje energía que se espera.

Por esta razón, es necesario un valor denominado masa crítica por debajo del cual la probabilidad de una reacción en cadena exitosa es pequeña. A medida que el valor se acerca al valor crítico, aumenta la probabilidad de que se realice una mayor reacción y por encima de este, la efectividad de la reacción en cadena es segura.

A medida que aumenta la cantidad de material fisionable se logra la masa crítica o se sobrepasa. En este último caso, el material fisionable más conveniente sería el isótopo radioactivo del Plutonio 239 que tiene una masa crítica tres veces menor que la del uranio 235 fisionable y es más fácil de obtener.

Usos de la fisión nuclear

La energía nuclear tiene ventajas y contras. La fisión nuclear se puede usar tanto para fines bélicos en la construcción de bombas atómicas, como para fines pacifistas, en la construcción de reactores para la producción de energía eléctrica.

Incluso – ¿por qué no?– para proteger el planeta de posible desastres como el que al parecer, causaron la extinción de los dinosaurios durante el impacto de la tierra con un asteroide, se hace necesaria la construcción de misiles nucleares siempre y cuando estén destinado solo a proteger el planeta. Por último, recuerda que no debes confundir fisión con fusión nuclear.