Septiembre 10-11, Opción A

1. Explicar qué es la fusión nuclear. ¿Cuál es la diferencia básica entre fusión y fisión nuclear?

2. La ecuación

 Representa una reacción nuclear utilizable en una central nuclear. Justificar si dicha reacción es un proceso de fisión o de fusión nuclear y calcular la energía desprendida por cada átomo de uranio.

Datos: m (₉₂²³⁵U) = 235,0439 u ; m (₅₆¹⁴¹Ba) = 140,9140 u ; m (₃₆⁹²Kr) = 91,9250 u ; m (₀¹n) = 1,0087 u ; unidad de masa atómica, u = 1,66·10^-27 kg; c = 3,00·10⁸ m/s; 1 eV = 1,6·10^-19 J

SOLUCIÓN

a)      Ver Septiembre 99-00, Opción B

La diferencia básica con la fisión es que esta última es la ruptura de un núcleo masivo en dos o más fragmentos de menor masa (justo lo contrario de la fusión donde a partir de dos núcleos pequeños conseguimos otro de mayor masa)

b)      Como acabamos de decir, un núcleo masivo (en este caso el uranio 235) se rompe en dos fragmentos de menor masa ( bario 141 y kriptón 92) Por tanto es una reacción de fisión. El agente desestabilizador es el neutrón. Además esta reacción produce otros 3 neutrones por lo que puede ser una reacción en cadena.

La energía que se produce en esta reacción es debida al defecto de masa entre los productos y los reactivos. Calculemos dicho defecto de masa:

Δm = (235,0439 + 1,0087) - (140,9140 + 91,9250 + 3 · 1,0087)  = 0,1875 u = 3,1125·10^{-28 kg}

Por tanto la energía desprendida será:

ΔE = Δm·c² = 2,80·10^-11 J = 175 MeV