Piscina de combustible nuclear gastado

Uranio - combustible nuclear

El uranio es el combustible nuclear mas utilizado en las reacciones de fisión nuclear. 

Para conocer las particularidades que hace al uranio tan diferente de las otras sustancias debemos considerar primero algo de física nuclear básica.

Un átomo se compone de electrones que rodean un núcleo; a su vez, un núcleo consta de protones y de neutrones. Un protón posee una carga positiva; un neutrón no tiene carga eléctrica y es neutro. Las cargas positivas de los protones intentan empujarlas violentamente hacia afuera. Pero dentro del volumen compacto del núcleo una nueva clase de fuerza hace aparición: una fuerza de atracción de corto alcance, inmensamente poderosa, actúa indistintamente entre protones y neutrones (que desde este punto de vista, son todos nucleones). La fuerza nuclear de corto alcance los mantiene unidos, oponiéndose al efecto repulsivo de las cargas positivas de los protones. De esta forma, los neutrones actúan como “cemento nuclear”.

Sin embargo, en un núcleo que contiene 92 protones (que es un núcleo de uranio) la fuerza repulsiva entre los protones está a punto de vencer la fuerza nuclear. Mientras haya 146 neutrones presentes, el núcleo puede permanecer difícilmente intacto. Esta forma de uranio, conteniendo en total 238 nucleones, se llama uranio-238. La disposición siguiente más probable es un núcleo de uranio conteniendo tres neutrones menos: el uranio-235. Los átomos con estos núcleos más ligeros suponen alrededor de 0,7% del uranio que aparece de forma natural (si los núcleos tienen el mismo número de protones, se trata de núcleos del mismo elemento químico: así, todo núcleo con 92 protones es el núcleo de un átomo de uranio. Los átomos cuyos núcleos tienen el mismo número de protones pero diferente número de neutrones se llaman isótopos del elemento. Por ejemplo: el uranio-238 y el uranio-235 son isótopos del uranio. El núcleo del uranio-235 posee una propiedad única entre más de doscientos tipos de núcleos que se encuentran en la naturaleza en cantidad significativa. El núcleo de uranio-235 ya se encuentra bajo una tensión próxima a la rotura interna; un neutrón descarriado que se le acerque puede romperlo completamente.

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Referencias

Última revisión: 10 de abril de 2014