El Uranio y los Reactores Nucleares

Segundo Trabajo Parcial

INTRODUCCIÓN

Muchas veces solo nos ponemos a pensar e investigar de ciertos temas porque los escuchamos en otro lado, pero nunca para en verdad conocer de las cosas que nos rodean y de las que nos permiten hacer muchas cosas en la vida.

Este trabajo nos permitirá conocer acerca de un elemento que es de suma importancia para la historia de las famosas bombas atómicas, que gracias a este elemento y a su trabajo para lograr hacerlo un combustible tan eficaz, con gran cantidad en todo el mundo, y así poder haber llegado a los resultados que ahora nos marcan a todo el mundo.

Debe pasar por un método de transformación y de separación de otros metales, ya que llegan a mezclarse con otras cosas y para ser combustible tiene que ser puro.

Gracias a todas las investigaciones, ahora podemos aprovechar de todo lo que la naturaleza nos brinda y así hacer muchas de las cosas que nos permite, este elemento debe mezclarse con otro y así poder ser uno de los combustibles más famosos que el hombre pudo llegar a descubirir gracias a lo que los investigadores han llegado.

¿Qué es el uranio?

Es una sustancia radioactiva de la cual forma parte de la tierra, agua y aire, es decir, está presente en muchos terrenos, es un mineral más nunca se presenta como un metal.

Propiedad física: superficie gris y casi igual de resistente que el acero. Posee 92 electrones y 92 protones con una valencia de 6. Su núcleo puede contener entre 142 y 146 neutrones. Isotopos más comunes: 235U Elemento con mayor peso atómico Fue descubierto como óxido en 1789 por M. H. Klaproth que lo llamó así en el

honor del planeta Urano que acababa de ser descubierto en 1781 Se extrae de rocas con poca de este mineral y después de un proceso químico y

mecánico se obtiene el uranio puro ya que siempre esta acompañado con otros metales.

Hablando de su radioactividad tienen media vida, es decir, más de 200 mil años hasta 5 billones.

Cuando se acaba su radioactividad se forma otra sustancia. El 235U (cierto uranio) se usa como combustible en plantas de energía y

armamentos nucleares. Existe un mineral que contiene 60% de uranio, el cofinita. También es usado para bombas de fisión, para la Hiroshima se usó una cantidad

del tamaño de una manzana de este mineral, generando alrededor de 20 mil toneladas de TNT.

El uranio natural está formado por tres tipos de isótopos: uranio-238 (238U), uranio-235 (235U) y uranio-234 (234U).

Se origina a partir de las explosiones de las supernovas. Muy tóxico a pesar de su cantidad. La mayor parte la exporta España.

Una persona puede estar expuesta al uranio debido a que en ciertos lugares y momentos el aire o varios alimentos incluso, pueden estar algo contaminados, en pequeñas cantidades no hace un gran daño, pero las personas que están en constante contacto con este mineral, ya sea por la zona donde viven, las personas que trabajan con el uranio, y muchos factores más, pueden afectar en el funcionamiento de sus riñones, cerebro, hígado, corazón, etc.

Reactores Nucleares

Son dispositivos donde se produce una reacción nuclear controlada, se puede utilizar para varios casos:

Obtener energía en las centrales nucleares Producción de materiales fisiónales como el plutonio

Un dato importante, es que estos reactores casi no emiten contaminaciones, aunque periódicamente purgan pequeñas cantidades de gases radioactivos.

Los reactores nucleares son aquellas maquinas capaces de convertir elementos con cierta radiactividad en energía, ya sea para diversos usos o algunas otras aplicaciones pero generalmente para producir energía, uno de los elementos radiactivos mas utilizados para producir energía en los reactores es el Uranio, la ventaja de este es que es alrededor de 500 veces mas abundante que el oro y una sola pastilla de uranio de tan solo 5 gramos de peso, tiene una capacidad de producción de energía como electricidad igual que 810 kilos de carbón, 565 litros de petróleo o 480 metros cúbicos de gas natural. Eso es lo que hace al uranio un elemento muy susceptible y con muchas ventajas.

Algunos reactores pueden disipar el calor obtenido de las fisiones, otros sin embargo utilizan el calor para producir energía eléctrica:

Generación nuclear:o Producción de calor para la generación de energía eléctricao Producción de calor para uso doméstico e industrialo Producción de hidrógeno mediante electrólisis de alta temperaturao Desalación

Propulsión nuclear:o Marítimao Cohetes de propulsión térmica nuclear (propuesta).o Cohetes de propulsión nuclear pulsada (propuesta).

Transmutación de elementos:o Producción de plutonio, utilizado para la fabricación de combustible de

otros reactores o de armamento nuclearo Creación de diversos isótopos radiactivos, como el americio utilizado en los

detectores de humo, o el cobalto-60 y otros que se utilizan en los tratamientos médicos

Aplicaciones de investigación, incluyendo:

o Su uso como fuentes de neutrones y de positrones (p. ej. para su uso de análisis mediante activación neutrónica o para el datado por el método de potasio-argón y algodón y banano

o Desarrollo de tecnología nuclear.

Tipos de reactores nucleares de fisión: LWR CANDU AGR FBR ADS

DESVENTAJAS:

Generan residuos radioactivos Estos elementos se manejan para hacer armamento nuclear. Altamente tóxico aún en cantidades pequeñas. Han creado muchas destrucciones famosas en todo el mundo.

RELACIÓN ENTRE URANIO Y REACTORES NUCLEARES

Gracias a este elemento, es mucho menos problable de que se agote, ya que existe más cantidad aún del oro, y se utiliza en forma cerámico sólido negro.

El uranio no tiene otro uso más que ser el combustible de los reactores nucleares y necesitan muy poca cantidad de éste para producir la misma cantidad de energía a como si fueran 810 kilos de carbón, 565 litros de petróleo o 480 metros cúbicos de gas natural.

La mayoría de las veces son combiandos con oxígeno para así poder usarlo como combustible para las reacciones nucleares dando lugar a los dióxidos de uranio, que dieron principio alrededor de la etapa de la segunda guerra mundial.

El dióxido de uranio posee una baja conductividad térmica, lo que resulta en una elevada temperatura en la zona central de las pastillas combustibles cuando se encuentran en un reactor nuclea.

El combustible también se ve afectado por las radiaciones, por los desplazamientos por el retroceso de los fragmentos de fisión al producirse esta reacción y por las tensiones de origen térmico.

El dióxido de uranio se puede obtener por reacción de nitrato de uranio con una base de amonio para formar un sólido (uranato de amonio, el cual se calienta (calcina) para formar U3O8 que, entonces, puede convertirse calentándolo en una mezcla de argón / hidrógeno a (700 oC) para formar UO.

El UO2 se mezcla con un vinculador orgánico y se comprime en bolitas (llamados pellets), que son quemados a una temperatura mucho más alta (en atmósfera de H2/Ar) para sinterizar el sólido. El propósito de este sinterizado es conseguir un sólido que tenga un bajo grado de porosidad.

Referencias:

El uranio como combustible nuclear, Yosoynuclear, En línea 13 de sept del 2012. Comercio, El. "Uranio: Mercancía Peligrosa." El Comercio: n/a. Jun 27 2010. Latín

American Newsstand. Web. 13 Sep. 2012. Edgardo, Mondolfi G. "El Delirio De Los Cohetes." El Nacional: n/a. Jul 16 2006. Latín

American Newsstand. Web. 13 Sep. 2012 . Perez, E. (2012). CNEA. Recuperado el 21 de Septiembre de 2012, de

http://www.cnea.gov.ar/xxi/divulgacion/reactores/m_reactores_f5.html

Conclusiones Generales

Gracias a este trabajo pudimos conocer la relación e importancia del uranio y los reactores nucleares, y que gracias a varios procesos podemos obtener el uranio puro, y después de varias alteraciones que se les hace se puede obtener el combustible para las reacciones, y una gran ventaja es saber que este elemento existe en gran cantidad en el mundo, en especial, España es un gran productor y así tenemos la seguridad de que no se va a acabar a diferencia de que pudieramos usar otro elemento como combustible.

La mayoría de las veces solo conocemos de ciertos temas por escucharlos en pláticas comunes, pero casi nunca nos adentramos como deberia ser a los ciertos temas y así conocerlos a fondo, gracias a estos trabajos conocemos mucho más de estos temas.