Viento sopla hacia el Pacífico desde planta nuclear dañada
El viento cerca de un complejo nuclear dañado por un sismo en el noreste de Japón que ha liberado radiación a la atmósfera soplaba el miércoles desde el noroeste y hacia el Océano Pacífico, dijeron funcionarios de clima.
El viento soplará desde el oeste el jueves, lo cual implica que la radiación proveniente de la planta, que está sobre la costa, probablemente se moverá hacia el océano.
"Es probable que continúe soplando desde el noroeste hasta el atardecer y desde el oeste a la noche", dijo un funcionario de la Agencia Meteorológica de Japón en la prefectura de Fukushima, donde se ubica la planta.
La planta Fukushima Daiichi, a cargo de Tokyo Electric Power Co. (TEPCO), está cerca de 240 kilómetros al norte de Tokio en la costa noreste del país.
La crisis nuclear de Japón parecía estar fuera de control el miércoles después que trabajadores se retiraron por un breve lapso de la afectada planta de energía debido al aumento de los niveles de radiación, pero los esfuerzos desesperados para evitar una fusión catastrófica se reanudaron con rapidez.
La planta ha enviado bajos niveles de radiación por aire hacia Tokio en las últimas 24 horas, disparando temor en la capital y alarma internacional.
Funcionarios dijeron que la radiación en Tokio fue 10 veces la normal en un momento del martes, pero que no representaba una amenaza a la salud humana en la gran ciudad de 13 millones de habitantes.
Los niveles de radiación en Tokio permanecían bajos el miércoles pero los de Ibaraki, al norte de Tokio, eran 300 veces mayores a lo normal el miércoles, dijo la agencia de noticias Kyodo. Sin embargo, los niveles aún estaban debajo de rangos peligrosos.
Un terremoto y tsunami el viernes dañaron las funciones de enfriamiento de la planta, forzando al operador Tokyo Electric Power Co a verter agua marina dentro de los reactores, liberando aire radioactivo a la atmósfera.
Ahora quizás pocos tenga claro lo que es Una Planta o Central Nuclear.
Una central nuclear o planta nuclear es una instalación industrial empleada para la generación de energía eléctrica a partir de energía nuclear.Se caracteriza por el empleo de combustible nuclear compuesto básicamente de material fisionable que mediante reacciones nucleares proporcionan calor que a su vez es empleado a través de un ciclo termodinámico convencional para producir el movimiento dealternadores que transforman el trabajo mecánico en energía eléctrica.Estas centrales constan de uno o mas reactores. El núcleo de un reactor nuclear consta de un contenedor o vasija en cuyo interior se albergan bloques de un material aislante de la radioactividad, comunmente se trata de grafito o de hormigón relleno de combustible nuclearformado por material fisible (uranio-235 o plutonio-239). En el proceso se establece una reacción sostenida y moderada gracias al empleo de elementos auxiliares que absorben el exceso de neutrones liberados manteniendo bajo control la reacción en cadena del material radiactivo; a estos elementos se les denominan moderadores.El uranio-235 (235U) es un isótopo del uranio que se diferencia del uranio-238, el más común isótopo del elemento, en su capacidad para provocar una reacción en cadena de fisión que se expande rápidamente, es decir, que es fisible. De hecho, el 235U es el único isótopo fisible que se encuentra en la naturaleza. El uranio-235 tiene una semivida de 700 millones de años.
Fue descubierto en 1935 por Arthur Jeffrey Dempster. Un núcleo de uranio que absorba un neutrón se divide en dos núcleos más ligeros; a esto se le llama fisión nuclear. Ello libera dos o tres neutrones que prosiguen la reacción. En los reactores nucleares, la reacción es ralentizada por la adición de barras de control, que están fabricadas con elementos químicos tales como el boro, cadmio y hafnio los cuales pueden absorber un gran número de neutrones. En las bombas nucleares, la reacción no se controla y la gran cantidad de energía que se libera crea una explosión nuclear.
La fisión de un átomo de 235U genera 200 MeV = 3,2 × 10-11 J, es decir, 18 TJ/mols = 77 TJ/kg.
Sólo alrededor del 0,72% de todo el uranio natural es uranio-235, el resto es básicamente uranio-238. Esta concentración es insuficiente para mantener por sí misma una reacción en una masa de uranio puro o de un reactor de agua ligera. El enriquecimiento de uranio, que significa precisamente la separación del uranio-238, debe realizarse para conseguir concentraciones de uranio-235 utilizables en los reactores del tipoCANDU, en otros reactores de agua pesada, y algunos reactores regulados por grafito. Para una explosión se requiere una pureza de aproximadamente el 90%.
Se denominan isótopos a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen cantidad diferente neutrones, y por tanto, difieren en masa.La mayoría de los elementos químicos poseen más de un isótopo. Solamente 21 elementos (ejemplos: berilio, sodio) poseen un solo isótopo natural; en contraste, el estaño es el elemento con más isótopos estables.
Los isótopos se denotan por el nombre del elemento correspondiente seguido por el número másico (protones + neutrones), separados habitualmente por un guión (carbono-12, carbono-14, uranio-238, etc.). En forma simbólica, el número de nucleones se añade como superíndice a la izquierda del símbolo químico: 3H (hidrógeno-3).
Utilización de las propiedades químicas
- En el marcaje isotópico, se usan isótopos inusuales como marcadores de reacciones químicas. Los isótopos añadidos reaccionan químicamente igual que los que están presentes en la reacción, pero después se pueden identificar por espectrometría de masas o espectroscopia infrarroja. Si se usan radioisótopos, se pueden detectar también gracias a las radiaciones que emiten y la técnica se llama marcaje radiactivo o marcaje radioisotópico.
- La datación radiactiva es una técnica similar, pero en la que se compara la proporción de ciertos isótopos de una muestra, con la proporción en que se encuentran en la naturaleza.
- La sustitución isotópica, se puede usar para determinar el mecanismo de una reacción gracias al efecto cinético isotópico.
Utilización de las propiedades nucleares
- Diferentes variedades de espectroscopia se basan en las propiedades únicas de nucleidos específicos. Por ejemplo, la espectroscopia por resonancia magnética nuclear (RMN), permite estudiar sólo isótopos con un spin distinto de cero, y los nucleidos más usados son 1H, 2H,13C y 31P.
- La espectroscopia Mössbauer también se basa en las transiciones nucleares de nucleidos específicos, como el 57Fe.
- Los radionucleidos, también tienen aplicaciones importantes, las centrales nucleares y armas nucleares requieren cantidades elevadas de ciertos nucleidos. Los procesos de separación isotópica o enriquecimiento isotópico representan un desafío tecnológico importante.
| Isótopo | Núcleos por millón |
|---|---|
| Hidrógeno-1 | 705.700 |
| Hidrogeno -2 | 23 |
| Helio-4 | 275.200 |
| Helio-3 | 35 |
| Oxígeno-16 | 5.920 |
| Carbono-12 | 3.032 |
| Carbono-13 | 37 |
| Neón-20 | 1.548 |
| Neón-22 | 208 |
| Hierro-56 | 1.169 |
| Hierro-54 | 72 |
| Hierro-57 | 28 |
| Nitrógeno-14 | 1.105 |
| Silicio-28 | 653 |
| Silicio-29 | 34 |
| Silicio-30 | 23 |
| Magnesio-24 | 513 |
| Magnesio-26 | 79 |
| Magnesio-25 | 69 |
| Azufre-32 | 396 |
| Argón-36 | 77 |
| Calcio-40 | 60 |
| Aluminio-27 | 58 |
| Níquel-58 | 49 |
| Sodio-23 | 33 |
El término combustible nuclear puede referirse tanto al material (físil o fusionable) por sí mismo como al conjunto elaborado y utilizado finalmente, es decir, los haces o manojos de combustible, compuestos por barras que contienen el material físil en su interior, aquellas configuraciones que incluyen el combustible junto con el moderador o cualquier otra.
El proceso más utilizado y conocido es la fisión nuclear. El combustible nuclear más común, está formado por elementos fisibles como el Uranio, generando reacciones en cadena controladas dentro de losreactores nucleares que se encuentran en las centrales nucleares. El isótopo utilizado más habitualmente en la fisión es el 235U.
Los procesos de producción del combustible nuclear que comprenden la minería, refinado, purificado, su utilización y el tratamiento final de residuos, conforman en su conjunto el denominado ciclo del combustible nuclear.
Otro proceso nuclear que puede ser utilizado es la fusión. En dicho proceso se utilizan como combustible isótopos ligeros como el tritio y el deuterio.
Otros elementos como el 238Pu y otros se usan para producir pequeñas cantidades de energía mediante procesos de desintegración radiactiva en los generadores termoeléctricos de radioisótopos o en otros tipos de pilas atómicas.
Básicamente existen dos tipos de pilas atómicas: térmicas y no térmicas. De las no térmicas hay varios diseños, que utilizan la carga de las partículas alfa y beta, e incluyen diseños como el generador de carga directa, el betavolt la pila nuclear optoeléctrica o el generador piezoeléctrico de radioisótopos. Por su parte las pilas atómicas térmicas convierten el calor de la desintegración radiactiva en electricidad. En este efecto se fundamentan diseños como el convertidor termoiónico, las celdas termofotovoltaicas, los convertidores termoeléctricos metal-alcalino y el diseño más común: el generador termoeléctrico de radioisótopos.
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