Reacció nuclear en cadena

Archiu:Fission chain reaction.svg

Esquema d'una reacció en cadena d'una fissió nuclear. 1- Un àtom d'urani 235 absorbix un neutró, que es dividix en dos nous àtoms (productes de fissió), deixa lliures tres nous neutrons i certa energia. 2- Un àtom d'urani 238 absorbix a un dels neutrons, i no continua la reacció. Un atre neutró simplement es pert i igualment no continua la reacció. No obstant, un neutró entra en colisió en un àtom d'O 235, que es dividix i llibera dos neutrons i energia d'enllaç. 3- Estos dos neutrons colisionen en dos àtoms d'O 235, els quals es dividixen i lliberen d'un a tres neutrons, que continuen la reacció.

Una reacció nuclear en cadena és una reacció nuclear que se sosté en el temps en provocar un neutró la fissió d'un àtom fisible, la qual cosa lliberen varis neutrons, que a la seua volta causen atres fissions.

Esta reacció en cadena solament es produïx si a lo manco un dels neutrons emesos en la fissió és apte per a provocar una nova fissió

Les reacciones en cadena involucren a lo manco dos intermediaris altament reactius, els quals poden ser àtoms o radicals, coneguts com acarreadores de cadena i generalment tenen equacions cinètiques complicades en órdens fraccionarios. Les reaccions en cadena ocorren en etapes conegudes com: Iniciació, Propagació, Terminació. En alguns casos pot també haver una etapa d'inhibició.

Història

El concepte de reacció nuclear en cadena va ser falcat pel físic hongarés Leó Szilárd en 1933, qui l'any següent va patentar la seua idea de realisar un reactor nuclear senzill.

El físic soviètic Nikolái Semiónov va postular la teoria de reacció química total en cadena, en 1934. L'idea de les reaccions en cadena, desenrollada per Semiónov, és la base de vàries tecnologies que utilisen incineració de mescla de gasos. Esta idea també es va usar per a construcció de reactors nuclears.

En 1936, Szilárd va intentar –sense èxit– crear una reacció en cadena usant berili i indi. En 1939, Szilárd i Enrico Fermi varen descobrir la multiplicitat de neutrons en l'urani i varen demostrar que una era efectivament possible. Este descobriment va motivar a Albert Einstein a escriure una carta al president Franklin D. Roosevelt, en la qual se li advertia de la possibilitat de que l'Alemània nazi estiguera intentant construir una bomba atòmica.

Enrico Fermi va crear el primer reactor nuclear en cadena autosostenible, denominat Chicago Pile-1 (CP-1), en una cancha de tenis, baixe les grades del Stagg Field, de l'Universitat de Chicago, el 2 de decembre de 1942. L'experiment de Fermi en esta universitat va ser part de les instalacions del laboratori de metalúrgia d'Arthur H. Compton, el qual va ser part del Proyecte Manhattan.

En 1956, Paul Kuroda, de l'Universitat d'Arkansas, postula que un reactor de fissió natural hauria pogut existir alguna volta. Ya que les reaccions nuclears en cadena només requerixen materials naturals (com a aigua i urani), és possible que estes reaccions es produïxquen quan existixca una combinació adequada de materials de la corfa terrestre. El descobriment de proves de reactors nuclears naturals autosostenibles en el reactor nuclear natural de Oklo, Gabon (Àfrica), en setembre de 1972, va verificar la predicció de Kuroda.

Reacció en cadena (per fissió)

Les reaccions de fissió en cadena es produïxen per interacció de neutrons i isòtops fisionables, com el ²³⁵U. Este tipo de reacció requerix lliberació de neutrons dels isòtops fisionables somesos a la fissió nuclear i a la subsegüent absorció d'alguns d'estos neutrons en els isòtops fisionables.

Vore també

• Reactor nuclear natural de Oklo
• Física nuclear
• Processos nuclears
• Reacció nuclear