Energía Nuclear

INTRODUCCION
ENERGIA
ENERGIA NUCLEAR
INTERACCION DE LA RADIACION
IONIZANTE CON LA MATERIA
REACTORES NUCLEARES
USOS PACIFICOS DE LA ENERGIA
NUCLEAR
AREAS DE INVESTIGACION EN
VENEZUELA

CONCLUSIONES
GLOSARIO
BIBLIOGRAFIA

INTRODUCCION

La energía es la capacidad que poseen los
cuerpos para producir Trabajo, es decir la cantidad de
energía que contienen los cuerpos se mide por el trabajo
que son capaces de realizar

La energía
nuclear es aquella que se libera como resultado de una
reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de
Fisión Nuclear (división de núcleos
atómicos pesados) o bien por Fusión
Nuclear (unión de núcleos atómicos muy
livianos). En las reacciones nucleares se libera una gran
cantidad de energía debido a que parte de la masa de las
partículas involucradas en el proceso, se
transforma directamente en energía. Lo anterior se puede
explicar basándose en la relación
Masa-Energía producto de
la genialidad del gran físico Albert
Einstein.

Para conocer que es la energía
nuclear primero debemos conocer que es, como se transforma,
y obtiene la energía, y los diferentes tipos de
energía. De igual forma se debe tener un conocimiento
claro de los conceptos básicos utilizados en la física
nuclear.

Los primeros pasos que dio el hombre
para la obtención y transformación de esta clase
de energía, data de los años 1930-1945, cuando se
obtuvo en forma artificial y controlada esta forma de
energía, para la construcción de la primera bomba
atómica. Desde entonces se han realizado adelantos he
investigaciones
en este campo para su aplicación para el beneficio de la
humanidad.

ENERGIA

La Energía es un concepto
esencial de las ciencias.
Desde un punto de vista material complejo de definir. La
más básica de sus definiciones indica que se
trata de la capacidad que poseen los cuerpos para producir
Trabajo, es decir la cantidad de energía que contienen
los cuerpos se mide por el trabajo
que son capaces de realizar.

La realidad del mundo físico demuestra que la
energía, siendo única, puede presentarse bajo
diversas Formas capaces de Transformarse unas a
otras.

Formas de Energía

Algunas formas básicas de energía
son:

Energía Mecánica.

Por ejemplo, aquella que poseen los cuerpos en
movimiento,
o bien la interacción gravitatoria entre la Tierra y
la Luna.

Energía Electromagnética.

Generada por Campos Electrostáticos, Campos
Magnéticos o bien por Corrientes
Eléctricas.

Energía Térmica.

Energía interna de los cuerpos que se
manifiesta externamente en forma de Calor.

Energía Química.

Energía que poseen los compuestos. Se pone de
manifiesto por el proceso de
conversión generado en una reacción química.

Energía Metabólica.

Es la generada por los organismos vivos gracias a
procesos
químicos de oxidación como producto de
los alimentos que
ingieren.

Fuentes y transformaciones de
energía

Las fuentes de
energía se pueden clasificar en:

Fuentes de energía renovables

Las energías renovables son aquellas que llegan
en forma contínua a la Tierra y
que a escalas de tiempo real
parecen ser inagotables.

Son fuentes de
energía renovable:

Energía Hidráulica

Es aquella energía obtenida principalmente de
las corrientes de agua de los
ríos. El agua de
un río se almacena en grandes embalses artificiales que
se ubican a gran altura respecto de un nivel de referencia.
El agua
adquiere una importante cantidad de energía potencial
(aquella que poseen los cuerpos que se encuentran a cierta
altura respecto de un nivel de referencia). Posteriormente,
el agua se
deja caer por medio de ductos hasta el nivel de referencia, por
lo tanto toda su energía potencial se forma en
energía cinética (aquella que posee un cuerpo
gracias a su estado de
movimiento).
La energía cinética de las caídas de
agua se
aprovecha, por ejemplo, para mover turbinas generadoras de
electricidad, tal es el principio de las
Centrales Hidroeléctricas.

Energía Solar

Es la energía que llega a la Tierra
proveniente de la estrella más cercana a nuestro
planeta: El Sol. Esta
energía abarca un amplio espectro de Radiación
Electromagnética, donde la luz solar es la
parte visible de tal espectro. La energía
solar es generada por la llamada Fusión
Nuclear que es la fuente de vida de todas las estrellas del
Universo.

El hombre puede
transformar la energía
solar en energía térmica o eléctrica.
En el primer caso la energía
solar es aprovechada para elevar la temperatura
de un fluido, como por ejemplo el agua, y
en el segundo caso la energía luminosa del sol
transportada por sus fotones de luz incide
sobre la superficie de un material semiconductor (ej.: el
silicio), produciendo el movimiento
de ciertos electrones que componen la estructura
atómica del material. Un movimiento
de electrones produce una corriente eléctrica que se
puede utilizar como fuente de energía de componentes
eléctricos o bien electrónicos. Es el caso del
principio de funcionamiento de las calculadoras
solares.

Energía Eólica

Esta energía es producida por los vientos
generados en la atmósfera terrestre. Se puede transformar
en energía
eléctrica mediante el uso de turbinas eólicas
que basan su funcionamiento en el giro de aspas movidas por los
vientos. Bajo el mismo principio se puede utilizar como
mecanismo de extracción de aguas subterráneas o
de ciertos tipos de molinos para la agricultura.

Al igual que la energía
solar se trata de un tipo de energía limpia, la cual
sin embargo presenta dificultades, pues no existen en la
naturaleza
flujos de aire constantes
en el tiempo,
más bien son dispersos e intermitentes.

Este tipo de energía puede ser de gran utilidad en
regiones aisladas y de difícil acceso y que tienen
necesidades de energía
eléctrica, y cuyos vientos son apreciables en el
transcurso del año.

Biomasa

Esta energía se obtiene de ciertos compuestos
orgánicos que se han producido en el tiempo por
procesos
naturales, es decir, producto de
transformaciones químicas y biológicas sobre
algunas especies vegetales o bien sobre ciertos materiales.
Un ejemplo de tal proceso lo
constituyen los residuos forestales, los residuos de la
agricultura
y los residuos domésticos. Estos residuos se transforman
con posterioridad en combustibles. En el caso de los residuos
domésticos es necesario como paso previo a la
obtención de energía, un plan amplio
para la adecuada clasificación de las basuras y su
posterior reciclaje.

Energía Mareomotriz

Es la energía obtenida del movimiento
de las mareas y las olas del mar. El Movimiento de mareas es
generado por la interacción gravitatoria entre la Tierra y
la Luna. Tal movimiento se utiliza para traspasar
energía cinética a generadores de electricidad.

La gran dificultad para la obtención de este
tipo de energía es por una parte su alto costo y el
establecimiento de un lugar apto geográficamente para
confinar grandes masas de agua en
recintos naturales.

Fuentes de energía no renovables

Son fuentes de
energía no renovables aquellas que se encuentran en
forma limitada en nuestro planeta y se agotan a medida que se
les consume.

Son fuentes de
energía no renovables:

El Carbón
El Petróleo
El Gas
Natural
La Energía Geotérmica
La Energía
Nuclear (Esta forma de energía será
explicada en el Capitulo III ENERGIA
NUCLEAR)
El Carbón

Es un combustible fósil, formado por la
acumulación de vegetales durante el Periodo
Carbonífero de la era Primaria de nuestro planeta. Estos
vegetales a lo largo del tiempo han
sufrido el encierro en el subsuelo terrestre, experimentando
cambios de presión y temperatura
lo que ha posibilitado la acción de reacciones
químicas que los han transformado en variados tipos de
carbón mineral.

El Petróleo

Es un aceite natural de origen mineral constituido por
una mezcla de hidrocarburos. Estos hidrocarburos se producen por antiguos restos de
organismos vegetales, organismos acuáticos y organismos
vivos depositados en las profundidades de la corteza terrestre
en forma de sedimentos.

El Gas
Natural

Es una mezcla de gases
combustibles depositados en forma natural en el subsuelo de
la Tierra y
que poseen un gran poder
calorífico. En ocasiones los yacimientos
de gas natural se
encuentran acompañados por yacimientos de petróleo.

El principal componente del gas natural es
el metano y en menor proporción los gases de
etano, propano y butano.

Energía Geotérmica

Energía contenida también en el interior
de la Tierra en
forma de gases. Al
ser extraída se presenta en forma de gases de
alta temperatura
(fumarolas), en forma de vapor y agua
hirviendo (geyser) y en forma de agua
caliente (fuentes
termales).

Energia Nuclear

La energía
nuclear es aquella que se libera como resultado de una
reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de
Fisión Nuclear (división de núcleos
atómicos pesados) o bien por Fusión
Nuclear (unión de núcleos atómicos muy
livianos). En las reacciones nucleares se libera una gran
cantidad de energía debido a que parte de la masa de las
partículas involucradas en el proceso, se transforma
directamente en energía. Lo anterior se puede explicar
basándose en la relación Masa-Energía
producto de
la genialidad del gran físico Albert
Einstein.

Con relación a la liberación de
energía, una reacción nuclear es un millar de
veces más energética que una reacción
química,
por ejemplo la generada por la combustión del combustible fósil
del metano.

ELEMENTOS DE FISICA NUCLEAR

Un Poco de Historia

Cinco siglos antes de Cristo, los filósofos griegos se preguntaban si la
materia
podía ser dividida indefinidamente o si llegaría
a un punto que tales partículas fueran indivisibles. Es
así, como Demócrito formula la teoría de que la materia se
compone de partículas indivisibles, a las que
llamó átomos (del griego átomos,
indivisible).

En 1803 el químico inglés John Dalton propone una nueva
teoría sobre la constitución de la materia.
Según Dalton toda la materia se
podía dividir en dos grandes grupos: los
elementos y los compuestos. Los elementos estarían
constituidos por unidades fundamentales, que en honor a
Demócrito, Dalton denominó átomos. Los
compuestos se constituirían de moléculas, cuya
estructura
viene dada por la unión de átomos en proporciones
definidas y constantes. La teoría de Dalton seguía
considerando el hecho de que los átomos eran
partículas indivisibles.

Hacia finales del siglo XIX, se descubrió que
los átomos no son indivisibles, pues se componen de
varios tipos de partículas elementales. La primera en
ser descubierta fue el electrón en el año 1897
por el investigador Sir Joseph Thomson, quién
recibió el Premio Nobel de Física en 1906.
Posteriormente, Hantaro Nagaoka (1865-1950) durante sus
trabajos realizados en Tokio, propone su teoría según la cual los
electrones girarían en órbitas alrededor de un
cuerpo central cargado positivamente, al igual que los planetas
alrededor del Sol. Hoy día sabemos que la carga positiva
del átomo se
concentra en un denso núcleo muy pequeño, en cuyo
alrededor giran los electrones.

El núcleo del átomo se
descubre gracias a los trabajos realizados en la Universidad
de Manchester, bajo la dirección de Ernest Rutherford entre los
años 1909 a 1911. El experimento utilizado
consistía en dirigir un haz de partículas de
cierta energía contra una plancha metálica
delgada, de las probabilidades que tal barrera desviara la
trayectoria de las partículas, se dedujo la distribución de la carga eléctrica
al interior de los átomos.

Constitución del Atomo y Modelos
Atómicos

La descripción básica de la constitución atómica, reconoce la
existencia de partículas con carga eléctrica
negativa, llamados electrones, los cuales giran en diversas
órbitas (niveles de energía) alrededor de un
núcleo central con carga eléctrica positiva. El
átomo
en su conjunto y sin la presencia de perturbaciones externas es
eléctricamente neutro.

El núcleo lo componen los protones con carga
eléctrica positiva, y los neutrones que no poseen carga
eléctrica.

El tamaño de los núcleos atómicos
para los diversos elementos están comprendidos entre una
cienmilésima y una diezmilésima del tamaño
del átomo.

La cantidad de protones y de electrones presentes en
cada átomo es
la misma. Esta cantidad recibe el nombre de número
atómico, y se designa por la letra "Z". A la cantidad
total de protones más neutrones presentes en un
núcleo atómico se le llama número
másico y se designa por la letra "A".

Si designamos por "X" a un elemento químico
cualquiera, su número atómico y másico se
representa por la siguiente simbología:

ZXA

Por ejemplo, para el Hidrogeno
tenemos: 1H1.

Si bien, todas las características anteriores de la constitución atómica, hoy en
día son bastante conocidas y aceptadas, a través
de la historia han
surgido diversos modelos que
han intentado dar respuesta sobre la estructura
del átomo. Algunos de tales modelos son
los siguientes:

Thomson sugiere un modelo
atómico que tomaba en cuenta la existencia del
electrón, descubierto por él en 1897. Su
modelo
era estático, pues suponía que los electrones
estaban en reposo dentro del átomo y que el conjunto
era eléctricamente neutro. Con este modelo
se podían explicar una gran cantidad de
fenómenos atómicos conocidos hasta la fecha.
Posteriormente, el descubrimiento de nuevas
partículas y los experimentos llevado a cabo por Rutherford
demostraron la inexactitud de tales ideas.
El Modelo
de Thomson
Basado en los resultados de su trabajo que
demostró la existencia del núcleo
atómico, Rutherford sostiene que casi la totalidad
de la masa del átomo se concentra en un
núcleo central muy diminuto de carga
eléctrica positiva. Los electrones giran alrededor
del núcleo describiendo órbitas circulares.
Estos poseen una masa muy ínfima y tienen carga
eléctrica negativa. La carga eléctrica del
núcleo y de los electrones se neutralizan entre
sí, provocando que el átomo sea
eléctricamente neutro.
El modelo de Rutherford tuvo que ser abandonado,
pues el movimiento de los electrones suponía una
pérdida continua de energía, por lo tanto, el
electrón terminaría describiendo
órbitas en espiral, precipitándose finalmente
hacia el núcleo. Sin embargo, este modelo
sirvió de base para el modelo propuesto por su
discípulo Neils Bohr, marcando el inicio del estudio
del núcleo atómico, por lo que a Rutherford
se le conoce como el padre de la era nuclear.
El Modelo
de Rutherford
El físico danés Niels Bohr (Premio
Nobel de Física 1922), postula que los
electrones giran a grandes velocidades alrededor del
núcleo atómico. Los electrones se disponen en
diversas órbitas circulares, las cuales determinan
diferentes niveles de energía. El electrón
puede acceder a un nivel de energía superior, para
lo cual necesita "absorber" energía. Para volver a
su nivel de energía original es necesario que el
electrón emita la energía absorbida (por
ejemplo en forma de radiación). Este modelo, si bien
se ha perfeccionado con el tiempo, ha
servido de base a la moderna física nuclear.
El Modelo de Bohr
Modelo Mecano – Cuántico

Se inicia con los estudios del físico
francés Luis De Broglie, quién recibió el
Premio Nobel de Física en 1929.
Según De Broglie, una partícula con cierta
cantidad de movimiento se comporta como una onda. En tal
sentido, el electrón tiene un comportamiento dual de onda y corpúsculo,
pues tiene masa y se mueve a velocidades elevadas. Al
comportarse el electrón como una onda, es difícil
conocer en forma simultánea su posición exacta y
su velocidad,
por lo tanto, sólo existe la probabilidad de
encontrar un electrón en cierto momento y en una
región dada en el átomo, denominando a tales
regiones como niveles de energía. La idea principal del
postulado se conoce con el nombre de Principio de Incertidumbre
de Heisenberg.

Radiactividad

En Febrero de 1896, el físico
francés Henri Becquerel investigando con cuerpos
fluorescentes (entre ellos el Sulfato de Uranio y el
Potasio), halló una nueva propiedad de la materia
a la que posteriormente Marie Curie llamó
"Radiactividad". Se descubre que ciertos elementos
tenían la propiedad de emitir radiaciones semejantes a
los rayos X
en forma espontánea. Tal radiación era
penetrante y provenía del cristal de Uranio sobre el
cual se investigaba.
Marie y Pierre Curie al proseguir los estudios
encontraron fuentes de radiación natural bastante
más poderosas que el Uranio original, entre estos el
Polonio y el Radio.
La radiactividad del elemento no dependía
de la naturaleza
física o química de los átomos que lo
componen, sino que era una propiedad radicada en el interior mismo del
átomo.
Hoy en día se conocen más de 40
elementos radiactivos naturales, que corresponden a los
elementos más pesados. Por arriba del número
atómico 83, todos los núcleos naturales son
radiactivos.
Desintegraciones Alfa, Beta, Gamma.
La radiactividad es un fenómeno que se
origina exclusivamente en el núcleo de los
átomos radiactivos. La causa que los origina
probablemente se debe a la variación en la cantidad
de partículas que se encuentran en el
núcleo.
Cuando el núcleo atómico es
inestable a causa del gran número de protones que
posee (ocurre en los elementos más pesados, es decir
con Z = 83 o superior), la estabilidad es alcanzada, con
frecuencia, emitiendo una partícula alfa, es decir,
un núcleo de Helio (2He4)
formado por dos protones y dos neutrones.
Cuando la relación de neutrones/protones en
un núcleo atómico es elevada, el
núcleo se estabiliza emitiendo un neutrón, o
bien como ocurre con frecuencia, emitiendo una
partícula beta, es decir, un
electrón.
Cuando la relación de neutrones/protones es
muy pequeña, debe ocurrir una disminución en
el número de protones o aumentar el número de
neutrones para lograr la estabilidad del núcleo.
Esto ocurre con la emisión de un electrón
positivo o positrón, o bien absorbiendo el
núcleo un electrón orbital.
Los rayos gamma son ondas
electromagnéticas de gran energía, muy
parecidos a los rayos X,
y en ciertas ocasiones se presentan cuando ocurre una
desintegración de partículas beta, o bien una
emisión de positrones. Por lo tanto, la
radiación gamma no posee carga eléctrica y su
naturaleza
ondulatoria permite describir su energía en
relación a su frecuencia de
emisión.
Radiactividad Natural
Radiactividad Artificial

Al bombardear diversos núcleos atómicos
con partículas alfa de gran energía, se pueden
transformar en un núcleo diferente, por lo tanto, se
transforma en un elemento que no existe en la naturaleza. Los
esposos Irene Curie y Frédéric Joliot,
experimentando con tales procesos
descubren la radiactividad artificial, pues se percatan que al
bombardear ciertos núcleos con partículas
procedentes de fuentes radiactivas estos se vuelven
radiactivos. Si la energía de las partículas es
adecuada, entonces puede penetrar en el núcleo generando
su inestabilidad y por ende, induciendo su
desintegración radiactiva.

Desde el descubrimiento de los primeros elementos
radiactivos artificiales, el hombre ha
logrado en el tiempo obtener una gran cantidad de ellos. Es
clave en este proceso la aparición de los llamados
aceleradores de partículas y de los reactores nucleares.
Estos últimos son fuente importante de neutrones que son
utilizados para producir gran variedad de
radioisótopos.

Radiaciones

Son radiaciones con energía necesaria para
arrancar electrones de los átomos. Cuando un
átomo queda con un exceso de carga eléctrica,
ya sea positiva o negativa, se dice que se ha convertido en
un ión (positivo o negativo).
Son radiaciones ionizantes los rayos X,
las radiaciones alfa, beta, gamma y la emisión de
neutrones.
La radiación cósmica (proveniente
del Sol y del espacio interestelar) también es un
tipo de radiación ionizante, pues está
compuesta por radiaciones electromagnéticas y por
partículas con gran cantidad de energía. Es
así como, los llamados rayos cósmicos
blandos, se componen principalmente de rayos gamma,
electrones o positrones, y la radiación
cósmica primaria (que llega a las capas más
altas de la atmósfera) se compone
fundamentalmente de protones. Cuando la radiación
cósmica interactúa con la atmósfera de la Tierra,
se forman en ella átomos radiactivos (como el Tritio
y el Carbono-14) y se producen partículas
alfa, neutrones o protones.
Las radiaciones ionizantes pueden provocar
reacciones y cambios químicos con el material con el
cual interaccionan. Por ejemplo, son capaces de romper los
enlaces químicos de las moléculas o generar
cambios genéticos en células reproductoras.
Radiaciones Ionizantes
Radiaciones No Ionizantes

Son aquellas que no son capaces de producir iones al
interactuar con los átomos de un material.

Las radiaciones no ionizantes se pueden clasificar en
dos grandes grupos: los
campos electromagnéticos y las radiaciones
ópticas.

Dentro de los campos electromagnéticos se
pueden distinguir aquellos generados por las líneas de
corriente eléctrica o por campos eléctricos
estáticos. Otros ejemplos son las ondas de
radiofrecuencia, utilizadas por las emisoras de radio en sus
transmisiones, y las microondas
utilizadas en electrodomésticos y en el área de
las telecomunicaciones.

Entre las radiaciones ópticas se pueden
mencionar los rayos láser, los rayos infrarrojos, la
luz visible y
la radiación ultravioleta. Estas radiaciones pueden
provocar calor y
ciertos efectos fotoquímicos al actuar sobre el cuerpo
humano.

Fisión Nuclear

Es una reacción nuclear que tiene lugar por la
rotura de un núcleo pesado al ser bombardeado por
neutrones de cierta velocidad. A
raíz de esta división el núcleo se separa
en dos fragmentos acompañado de una emisión de
radiación, liberación de 2 ó 3 nuevos
neutrones y de una gran cantidad de energía (200 MeV)
que se transforma finalmente en calor.

Los neutrones que escapan de la fisión, al
bajar su energía cinética, se encuentran en
condiciones de fisionar otros núcleos pesados,
produciendo una Reacción Nuclear en Cadena. Cabe
señalar, que los núcleos atómicos
utilizados son de Uranio – 235.

El proceso de la fisión permite el
funcionamiento de los Reactores Nucleares que actualmente
operan en el mundo.

Fusión Nuclear

La fusión
nuclear ocurre cuando dos núcleos atómicos muy
livianos se unen, formando un núcleo atómico
más pesado con mayor estabilidad. Estas reacciones
liberan energías tan elevadas que en la actualidad se
estudian formas adecuadas para mantener la estabilidad y
confinamiento de las reacciones.

La energía necesaria para lograr la
unión de los núcleos se puede obtener utilizando
energía térmica o bien utilizando aceleradores de
partículas. Ambos métodos
buscan que la velocidad de
las partículas aumente para así vencer las
fuerzas de repulsión electrostáticas generadas al
momento de la colisión necesaria para la fusión.

Para obtener núcleos de átomos aislados,
es decir, separados de su envoltura de electrones, se utilizan
gases
sobrecalentados que constituyen el denominado Plasma
Físico. Este proceso es propio del Sol y las estrellas,
pues se tratan de gigantescas estructuras
de mezclas de
gases calientes atrapadas por las fuerzas de gravedad
estelar.

El confinamiento de las partículas se logra
utilizando un "Confinamiento Magnético", o bien un
"Confinamiento Inercial". El Confinamiento Magnético
aprovecha el hecho que el plasma está compuesto por
partículas (núcleos) con carga eléctrica.
Se sabe que si una de estas partículas interactúa
con un Campo Magnético su trayectoria y velocidad
cambian, quedando atrapadas por dicho Campo. El Confinamiento
Inercial permite comprimir el plasma hasta obtener densidades
de 200 a 1000 veces mayor que la de sólidos y
líquidos. Cuando se logra la compresión deseada
se eleva la temperatura
del elemento, lo que facilita aún más el proceso
de la fusión.

La fusión nuclear se puede representar por el
siguiente esquema y relación de equilibrio:

2H + 2H 3He + 1n+ 3,2
MeV

INTERACCION DE LA RADIACION
IONIZANTE CON LA MATERIA

El efecto inmediato de las radiaciones ionizantes al
interactuar con la materia es la ionización, es decir la
creación de iones positivos o negativos.

Otro efecto que genera la radiación ionizante
es conocido con el nombre de "excitación del
átomo". La excitación ocurre cuando un
electrón salta a una órbita o nivel de
energía superior, para después volver a su
órbita original, emitiendo energía en el
transcurso del proceso.

La partícula alfa se compone de 2 protones y
2 neutrones. Su poder de
penetración en la materia es muy bajo y sólo es
capaz de recorrer algunos centímetros en el aire. Su
corto recorrido describe una trayectoria prácticamente
en línea recta. Cuando penetra la materia presenta un
alto poder de
ionización, formando verdaderas columnas de iones (
cuando penetra en un centímetro de aire puede
producir hasta 30.000 pares de iones).
Interacción de las Radiaciones Alfa con la
Materia
La masa de las partículas beta (electrones
negativos) es muy pequeña, por lo tanto, su movilidad
es mayor respecto de las partículas alfa. Durante su
recorrido cambia fácilmente de trayectoria y su
alcance y poder de
penetración es mayor. Además, su poder de
ionización es inferior, respecto de la
partícula alfa.
Si una partícula beta se acerca a un
núcleo atómico, desvía su trayectoria y
pierde parte de su energía (se "frena"). La
energía que ha perdido se transforma en rayos X. Este
proceso recibe el nombre de "Radiación de
Frenado".
Otra interesante reacción ocurre cuando una
partícula beta colisiona con un positrón
(electrón positivo). En este proceso, ambas
partículas se aniquilan y desaparecen, liberando
energía en forma de rayos gamma.
Interacción de la Radiaciones Beta con la
Materia
Las radiaciones gamma carecen de carga
eléctrica, por lo tanto, no sufren desviaciones en su
trayectoria como producto
de la acción de campos eléctricos de
núcleos atómicos o electrones. Tales características permiten que la
radiación gamma sea capaz de traspasar grandes
espesores de material y de ionizar indirectamente las
sustancias que encuentra en su recorrido.
Un rayo gamma es capaz de sacar un electrón
de su órbita atómica. El electrón
arrancado producirá ionización en nuevos
átomos circundantes, lo que volverá a suceder
hasta que se agote toda la energía de la
radiación gamma incidente.
Interacción de las Radiaciones Gamma con la
Materia
Interacción de los Neutrones con la
Materia

Los neutrones también carecen de carga
eléctrica y no sufren la acción de campos
eléctricos ni magnéticos. Al igual que la
radiación gamma son capaces de atravesar grandes
espesores de material.

Cuando un neutrón choca con un átomo le
cede parte de su energía mediante la acción de
choques elásticos (la energía total del sistema se
mantiene constante) e inelásticos (la energía
total del sistema no se
conserva). Como producto de los sucesivos choques el
neutrón pierde velocidad en
forma gradual, hasta alcanzar una magnitud de 2.200
metros/segundo. A estos neutrones se les denomina "Neutrones
Térmicos".

Si un neutrón colisiona con un núcleo
atómico y sus masas son muy parecidas, entonces el
neutrón pierde una gran cantidad de energía.
Mayor será la pérdida de energía mientras
más se asemejen sus masas. Por lo tanto, los choques que
aseguran gran pérdida de energía ocurren con los
núcleos de los átomos de Hidrógeno. El
proceso por el cual los neutrones reducen su velocidad en forma
gradual recibe el nombre de "Termalización" o
"Moderación de Neutrones".

Los neutrones térmicos se pueden desintegrar,
formando un protón y un electrón, o bien pueden
ser absorbidos por los núcleos de los átomos
circundantes, dando lugar a reacciones nucleares, como por
ejemplo la fisión nuclear

REACTORES NUCLEARES

Es una instalación física donde se
produce, mantiene y controla una reacción nuclear en
cadena. Por lo tanto, en un reactor nuclear se utiliza un
combustible adecuado que permita asegurar la normal producción de energía generada
por las sucesivas fisiones. Algunos reactores pueden disipar
el calor
obtenido de las fisiones, otros sin embargo utilizan el calor
para producir energía
eléctrica.
El primer reactor construido en el mundo fue operado
en 1942, en dependencias de la Universidad de Chicago (USA), bajo la atenta
dirección del famoso investigador
Enrico Fermi. De ahí el nombre de "Pila de Fermi",
como posteriormente se denominó a este reactor. Su
estructura
y composición eran básicas si se le compara con
los reactores actuales existentes en el mundo, basando su
confinamiento y seguridad
en sólidas paredes de ladrillos de grafito.
¿Que Es Un Reactor Nuclear?
Elementos De Un Reactor Nuclear

1. Núcleo 2. Barras de control 3.
Generador de vapor

4. Presionador 5. Vasija 6. Turbina

7. Alternador 8. Condensador 9. Agua de
refrigeración

10. Agua de refrigeración 11. Contención de
hormigón

El Combustible:

Material fisionable utilizado en cantidades
específicas y dispuesto en forma tal, que permite
extraer con rapidez y facilidad la energía generada. El
combustible en un reactor se encuentra en forma sólida,
siendo el más utilizado el Uranio bajo su forma
isotópica de U-235. Sin embargo, hay elementos
igualmente fisionables, como por ejemplo el Plutonio que es un
subproducto de la fisión del Uranio.

En la naturaleza
existe poca cantidad de Uranio fisionable, es alrededor del
0,7%, por lo que en la mayoría de los reactores se
emplea combustible "enriquecido", es decir, combustible donde
se aumenta la cantidad de Uranio 235.

Barras de Combustible:

Son el lugar físico donde se confina el
Combustible Nuclear. Algunas Barras de Combustible contienen el
Uranio mezclado en Aluminio
bajo la forma de laminas planas separadas por una cierta
distancia que permite la circulación de fluido para
disipar el calor generado. Las laminas se ubican en una especie
de caja que les sirve de soporte.

Núcleo del Reactor:

Esta constituido por las Barras de Combustible. El
núcleo posee una forma geométrica que le es
característica, refrigerado por un
fluido, generalmente agua. En algunos reactores el
núcleo se ubica en el interior de una piscina con agua a
unos 10 a 12 metros de profundidad, o bien al interior de una
vasija de presión construida en acero.

Barras de Control:

Todo reactor posee un sistema que
permite iniciar o detener las fisiones nucleares en cadena.
Este sistema lo
constituyen las Barras de Control,
capaces de capturar los neutrones que se encuentran en el medio
circundante. La captura neutrónica evita que se
produzcan nuevas fisiones de núcleos atómicos del
Uranio. Generalmente las Barras de Control se
fabrican de Cadmio o Boro.

Moderador:

Los neutrones obtenidos de la fisión nuclear
emergen con velocidades muy altas (neutrones rápidos).
Para asegurar continuidad de la reacción en cadena, es
decir, procurar que los "nuevos neutrones" sigan colisionando
con los núcleos atómicos del combustible, es
necesario disminuir la velocidad de estas partículas
(neutrones lentos). Se disminuye la energía
cinética de los neutrones rápidos mediante
choques con átomos de otro material adecuado, llamado
Moderador. Se utiliza como Moderador el agua
natural (agua ligera), el agua pesada, el Carbono
(grafito), etc..

Refrigerante:

El calor generado por las fisiones se debe extraer del
núcleo del reactor. Para lograr este proceso se utilizan
fluidos en los cuales se sumerge el núcleo. El fluido no
debe ser corrosivo, debe poseer gran poder de absorción
calorífico y tener pocas impurezas. Se puede utilizar de
refrigerante el agua ligera, el agua pesada, el
anhídrido carbónico, etc..

Blindaje:

En un reactor se produce gran cantidad de todo tipo de
Radiaciones, las cuales se distribuyen en todas direcciones.
Para evitar que los operarios del reactor y el medio externo
sean sometidos indebidamente a tales radiaciones, se utiliza un
adecuado "Blindaje Biológico" que rodea al reactor. Los
materiales
más usados en la construcción de blindajes para un reactor
son el agua, el plomo y el hormigón de alta densidad, cuyo
espesor es superior a los 1,5 metros.

Tipos De Reactores Nucleares

Existen dos tipos de reactores:

Los Reactores de Investigación.

Utilizan los neutrones generados en la fisión
para producir radioisótopos o bien para realizar
diversos estudios en materiales.

Los Reactores de Potencia.

Estos reactores utilizan el calor generado en la
fisión para producir energía
eléctrica, desalinización de agua de mar,
calefacción, o bien para sistemas de
propulsión.

Hay dos tipos de reactores de potencia de
mayor uso en el mundo: el Reactor de Agua en Ebullición
y el Reactor de Agua a Presión:

Reactor de Agua en Ebullición
(BWR)

Ha sido desarrollado principalmente en Estados Unidos,
Suecia y Alemania.
Utiliza agua natural purificada como moderador y refrigerante.
Como combustible dispone de Uranio-238 enriquecido con
Uranio-235, el cual como se sabe, facilita la generación
de fisiones nucleares.

El calor generado por la reacciones en cadena se utiliza
para hacer hervir el agua. El vapor producido se introduce en
una turbina que acciona un generador eléctrico. El vapor
que sale de la turbina pasa por un condensador, donde es
transformado nuevamente en agua líquida. Posteriormente
vuelve al reactor al ser impulsada por un bomba
adecuada.

Núcleo del reactor 2. Barras de
control

3. Cambiador de calor (generador de vapor) 4.
Presionador

5. Vasija. 6. Turbina. 7. Alternador.

8. Bomba. 9. Condensador.

10. Agua de refrigeración. 11.
Transformador.

12. Recinto de contención de hormigón
armado.

13. Contención primaria de acero.

Reactor de Agua a Presión (PWR)

Es ampliamente utilizado en Estados Unidos,
Alemania,
Francia y
Japón. El refrigerante es agua a gran presión. El
moderador puede ser agua o bien grafito. Su combustible
también es Uranio-238 enriquecido con Uranio-235. El
reactor se basa en el principio de que el agua sometida a
grandes presiones puede evaporarse sin llegar al punto de
ebullición, es decir a temperaturas mayores de 100
°C. El vapor se produce a unos 600 °C, el cual pasa a
un intercambiador de calor donde es enfriado y condensado para
volver en forma líquida al reactor. En el intercambio
hay traspaso de calor a un circuito secundario de agua. El agua
del circuito secundario, producto del calor, produce vapor, que
se introduce en una turbina que acciona un generador
eléctrico.

1. Núcleo del reactor. 2. Barras de
control

Cambiador de calor (generador de
vapor).

4. Presionador 5. Vasija 6.
Turbina.

7. Alternador. 8. Bomba 9. Condesador

10. Agua de refrigeración. 11.
Transformador.

12. Recinto de contención de hormigón
armado.

Existen otros criterios para clasificar diversos tipos
de reactores:

Según la velocidad de los neutrones que
emergen de las reacciones de fisión. Se habla de
reactores rápidos o bien reactores
térmicos.
Según el combustible utilizado. Hay
reactores de Uranio natural ( la proporción de Uranio
utilizado en el combustible es muy cercana a la que posee en
la naturaleza), de Uranio enriquecido (se aumenta la
proporción de Uranio en el combustible).
Según el moderador utilizado. Se puede
utilizar como moderador el agua ligera, el agua pesada o el
grafito.
Según el refrigerante utilizado. Se utiliza
como refrigerante el agua (ligera o pesada), un gas
(anhídrido carbónico, aire), vapor
de agua, sales u otros líquidos. Estos materiales
pueden actuar en cierto tipo de reactores como refrigerante y
moderador a la vez.

Seguridad En Los Reactores Nucleares

Sistemas de Control.

Básicamente está constituido por las
barras de control y por diversa instrumentación de
monitoreo. Las barras de control son accionadas por una serie
de sistemas
mecánicos, eléctricos u electrónicos, de
tal manera de asegurar con rapidez la extinción de las
reacciones nucleares.

La instrumentación de monitoreo se ubica en el
interior o en el exterior del núcleo del reactor y su
finalidad es mantener constante vigilancia de aquellos
parámetros necesarios para la seguridad:
presión, temperatura,
nivel de radiación, etc..

Sistemas de Contención.

Constituido por una serie de barreras múltiples
que impiden el escape de la radiación y de los productos
radiactivos. La primera barrera, en cierto tipo de reactores,
es un material cerámico que recubre el Uranio utilizado
como elemento combustible. La segunda barrera es la estructura
que contiene al Uranio, es decir, se trata de las barras de
combustible.

La tercera barrera es la vasija que contiene el
núcleo del reactor. En los reactores de potencia se
denomina vasija de presión y se construye de un acero
especial con un revestimiento interior de acero
inoxidable.

La cuarta barrera la constituye el edificio que
alberga al reactor en su conjunto. Se conoce con el nombre de
"Edificio de Contención" y se construye de
hormigón armado de, a lo menos, 90 cm de espesor. Se
utiliza para prevenir posibles escapes de productos
radiactivos al exterior, resistir fuertes impactos internos o
externos, soportar grandes variaciones de presión y
mantener una ligera depresión en su interior que asegure una
entrada constante de aire desde el
exterior, de tal forma de evitar cualquier escape de material
activado.

Concepto de Seguridad
a Ultranza.

Toda central nuclear se diseña y construye bajo
el concepto de
Seguridad a
Ultranza, es decir, se privilegia ante todo la seguridad de
toda instalación. Se busca reducir al mínimo
posible toda exposición a las radiaciones, no
sólo en caso de accidente, sino durante las operaciones
normales de su personal.

Ciclo Del Combustible Nuclear

El
Ciclo del Combustible Nuclear son todos los procesos por
los cuales se somete al Uranio desde que se extrae de la
tierra hasta
su utilización en el reactor y su posterior
reelaboración o su almacenamiento como residuo. Consta de las
siguientes etapas:

Primera etapa de minería y concentración del
Uranio.

En esta etapa se extrae el mineral y se separa el
Uranio que contiene. Posteriormente se eliminan las impurezas
que aún contiene el mineral de Uranio obtenido en el
proceso de separación inicial. La concentración
del mineral consiste en utilizar procesos
físico-químicos para aumentar los contenidos de
Uranio a valores
superiores al 70%. En todo el proceso se utiliza Uranio natural
cuya composición isótopica es de aproximadamente:
99% de Uranio-238, 0,7% de Uranio-235 y 0,006% de
Uranio-234.

Segunda etapa de Conversión y
Enriquecimiento.

El Uranio concentrado se purifica por medio de
sucesivos tratamientos en disoluciones y precipitaciones hasta
que se convierte en un elemento llamado Hexafloruro de Uranio.
Posteriormente el Hexafloruro de Uranio se enriquece, es decir,
se aumenta la proporción de átomos de Uranio-235
con respecto al Uranio-238. Para ello se realiza una
separación selectiva a nivel atómico, utilizando
procesos de difusión gaseosa,
ultracentrifugación, procesos aerodinámicos,
intercambio químico o métodos
de separación por láser.

Tercera etapa de Fabricación de Elementos
Combustibles.

El Uranio enriquecido se somete a presión y
altas temperaturas para transformarlo en pequeños
cuerpos cerámicos. Las pastillas cerámicas se
colocan en el interior de unas varillas rellenadas con un
gas inerte.
Las varillas se apilan en un tubo fabricado de una
aleación de circonio, dando forma al llamado Elemento
Combustible.

Cuarta etapa de Uso del Combustible en un
reactor.

Los Elementos Combustibles se introducen en el
interior del reactor y forman parte del núcleo del
mismo. El Uranio presente en los Elementos Combustibles genera
las fisiones que activan al reactor y a medida que transcurre
el tiempo se gasta, dejando como desecho los productos de
fisión, por ejemplo el Plutonio.

En las centrales de potencia el
combustible gastado se almacena temporalmente en la propia
instalación, en una piscina especialmente adecuada para
ello, lo que permite bajar la actividad de los productos de
fisión de vida corta.

Quinta etapa de Reelaboración.

Se sabe que en el combustible gastado se ha consumido
sólo una pequeña fracción del Uranio que
contiene. Se procede entonces a la reelaboración del
combustible con el objeto de separar el Uranio que aún
es utilizable. En el Proceso de reelaboración
también se pueden aislar ciertas cantidades de Plutonio
u otros productos de
fisión, los cuales son de utilidad en el
funcionamiento de algunos tipos de reactores. La
reelaboración es compleja y demanda
fuertes inversiones
en plantas
industriales de alta tecnología.

Sexta etapa de Almacenamiento de Residuos.

El almacenamiento de los residuos puede ser
temporal o definitivo. El almacenamiento temporal supone, en algunos
casos, el control y posterior reelaboración del
combustible gastado. Si no es posible llevar a cabo la
reelaboración el combustible gastado se almacena en
forma definitiva.

Los residuos radiactivos se pueden clasificar
según su origen, su forma (sólidos,
líquidos, gaseosos), su nivel de radiactividad, por la
vida media de los isótopos radiactivos que contienen (de
vida larga, de vida corta), por la intensidad de las
radiaciones que emiten, por su radiotoxicidad, o bien por sus
necesidades de almacenamiento.

El almacenamiento definitivo generalmente se aplica a
aquellos residuos de alta actividad y vida larga, y se puede
realizar enterrándolos a distancias relativamente cortas
respecto de la superficie terrestre (menos de 20 metros).
También, se pueden almacenar en formaciones
geológicas de mediana o gran profundidad (decenas a
centenares de metros).

Es importante señalar, que el volumen de
residuos radiactivos producidos por una central nuclear
dependerá de las características de orden técnico
del reactor que los produce. Es así como, los reactores
de investigación poseen un núcleo
pequeño con alta emisión de neutrones, generando
cantidades de residuos bastante menores en comparación a
los reactores de potencia.

USOS PACIFICOS DE LA ENERGIA
NUCLEAR

Gracias al uso de reactores nucleares hoy en
día es posible obtener importantes cantidades de
material radiactivo a bajo costo. Es
así como desde finales de los años 40, se produce
una expansión en el empleo
pacífico de diversos tipos de Isótopos
Radiactivos en diversas áreas del quehacer
científico y productivo del hombre.

Estas áreas se pueden clasificar en:

Agricultura Y Alimentación

Se sabe que algunos insectos pueden ser muy
perjudiciales tanto para la calidad
y productividad de cierto tipo de cosechas,
como para la salud
humana. En muchas regiones del planeta aún se les
combate con la ayuda de gran variedad de productos
químicos, muchos de ellos cuestionados o prohibidos
por los efectos nocivos que producen en el organismo
humano. Sin embargo, con la tecnología nuclear es posible aplicar
la llamada "Técnica de los Insectos Estériles
(TIE)", que consiste en suministrar altas emisiones de
radiación ionizante a un cierto grupo de
insectos machos mantenidos en laboratorio. Luego los machos
estériles se dejan en libertad
para facilitar su apareamiento con los insectos hembra. No
se produce, por ende, la necesaria descendencia. De este
modo, luego de sucesivas y rigurosas repeticiones del
proceso, es posible controlar y disminuir su población en una determinada
región geográfica. En Chile,
se ha aplicado con éxito la técnica TIE para
el control de la mosca de la fruta, lo que ha permitido la
expansión de sus exportaciones agrícolas.
Control de Plagas.
La irradiación aplicada a semillas,
después de importantes y rigurosos estudios, permite
cambiar la información genética de ciertas variedades de
plantas
y vegetales de consumo
humano. El objetivo
de la técnica, es la obtención de nuevas
variedades de especies con características particulares que
permitan el aumento de su resistencia y productividad.
Mutaciones.
Conservación de Alimentos.

En el mundo mueren cada año miles de personas
como producto del hambre, por lo tanto, cada vez existe mayor
preocupación por procurar un adecuado almacenamiento y
mantención de los alimentos. Las
radiaciones son utilizadas en muchos países para
aumentar el período de conservación de muchos
alimentos.
Es importante señalar, que la técnica de
irradiación no genera efectos secundarios en la salud humana, siendo capaz
de reducir en forma considerable el número de organismos
y microorganismos patógenos presentes en variados
alimentos de
consumo
masivo.

La irradiación de alimentos es aplicada en
Chile en una
planta de irradiación multipropósito ubicada en
el Centro de Estudios Nucleares Lo Aguirre, con una demanda que
obliga a su funcionamiento ininterrumpido durante los 365
días del año.

Gracias al uso de las técnicas nucleares es
posible desarrollar diversos estudios relacionados con
recursos
hídricos. En estudios de aguas superficiales es
posible caracterizar y medir las corrientes de aguas lluvias
y de nieve; caudales de ríos, fugas en embalses, lagos
y canales y la dinámica de lagos y
depósitos.
En estudios de aguas subterráneas es posible
medir los caudales de las napas, identificar el origen de las
aguas subterráneas, su edad, velocidad, dirección, flujo, relación con
aguas superficiales, conexiones entre acuíferos,
porosidad y dispersión de acuíferos.
Hidrología
Medicina

Se han elaborado radiovacunas para combatir
enfermedades parasitarias del ganado y que
afectan la producción pecuaria en general. Los
animales
sometidos al tratamiento soportan durante un período
más prolongado el peligro de reinfección
siempre latente en su medio natural.
Vacunas
Se ha extendido con gran rapidez el uso de
radiaciones y de radioisótopos en medicina
como agentes terapéuticos y de diagnóstico.
En el diagnóstico se utilizan
radiofármacos para diversos estudios de: Tiroides,
Hígado, Riñón, Metabolismo, Circulación
sanguínea, Corazón, Pulmón, Trato
gastrointestinales.
En terapia médica con las técnicas
nucleares se puede combatir ciertos tipos de cáncer.
Con frecuencia se utilizan tratamientos en base a
irradiaciones con rayos gamma provenientes de fuentes de
Cobalto-60, así como también, esferas
internas radiactivas, agujas e hilos de Cobalto radiactivo.
Combinando el tratamiento con una adecuada y prematura
detección del cáncer, se obtienen terapias
con exitosos resultados.
Medicina Nuclear
Se trata de un método y procedimiento de gran sensibilidad utilizado
para realizar mediciones de hormonas, enzimas,
virus de
la hepatitis,
ciertas proteínas del suero, fármacos
y variadas sustancias.
El procedimiento consiste en tomar muestras de
sangre
del paciente, donde con posterioridad se
añadirá algún radioisótopo
específico, el cual permite obtener mediciones de
gran precisión respecto de hormonas
y otras sustancias de interés.
Radioinmunoanalisis
Radiofarmacos

Se administra al paciente un cierto tipo de
fármaco radiactivo que permite estudiar, mediante
imágenes
bidimensionales (centelleografía) o tridimensionales
(tomografía), el estado de
diversos órganos del cuerpo
humano.

De este modo se puede examinar el funcionamiento de la
tiroides, el pulmón, el hígado y el
riñón, así como el volumen y
circulación sanguíneos. También, se
utilizan radiofármacos como el Cromo – 51 para la
exploración del bazo, el Selenio – 75 para el estudio
del páncreas y el Cobalto – 57 para el diagnóstico de la anemia.

En esta área se utilizan técnicas
nucleares para la detección y análisis de diversos contaminantes del
medio
ambiente. La técnica más conocida recibe el
nombre de Análisis por Activación
Neutrónica, basado en los trabajos desarrollados en
1936 por el científico húngaro J.G. Hevesy,
Premio Nobel de Química en 1944. La técnica
consiste en irradiar una muestra, de
tal forma, de obtener a posteriori los espectros gamma que
ella emite, para finalmente procesar la información con ayuda computacional. La
información espectral identifica los
elementos presentes en la muestra y las
concentraciones de los mismos.
Una serie de estudios se han podido aplicar a
diversos problemas
de contaminación como las causadas por el
bióxido de azufre, las descargas gaseosas a nivel del
suelo, en
derrames de petróleo, en desechos agrícolas,
en contaminación de aguas y en el smog
generado por las ciudades.
Medio Ambiente
Industria e Investigación

Se elaboran sustancias radiactivas que son
introducidas en un determinado proceso. Luego se detecta la
trayectoria de la sustancia gracias a su emisión
radiactiva, lo que permite investigar diversas variables propias del proceso. Entre otras
variables, se puede determinar caudales de
fluidos, filtraciones, velocidades en tuberías,
dinámica del transporte de materiales, cambios de fase de
líquido a gas,
velocidad de desgaste de materiales, etc..
Trazadores
Son instrumentos radioisótopicos que
permiten realizar mediciones sin contacto físico
directo. Se utilizan indicadores de nivel, de espesor o bien de
densidad.
Instrumentación
Es posible obtener imágenes de piezas con su estructura
interna utilizando radiografías en base a rayos
gamma o bien con un flujo de neutrones. Estas imágenes reciben el nombre de
Gammagrafía y Neutrografía respectivamente, y
son de gran utilidad
en la industria como método no destructivo de control de
calidad. Con estos métodos se puede comprobar la
calidad
en soldaduras estructurales, en piezas metálicas
fundidas, en piezas cerámicas, para análisis de humedad en materiales de
construcción, etc..
Imágenes
Se emplean técnicas isotópicas para
determinar la edad en formaciones geológicas y
arqueológicas. Una de las técnicas utiliza el
Carbono-14, que consiste en determinar la
cantidad de dicho isótopo contenida en un cuerpo
orgánico. La radiactividad existente, debida a la
presencia de Carbono-14, disminuye a la mitad cada 5730
años, por lo tanto, al medir con precisión su
actividad se puede inferir la edad de la muestra.
Datación
Investigación

Utilizando haces de neutrones generados por reactores,
es posible llevar a cabo diversas investigaciones
en el campo de las ciencias de
los materiales. Por ejemplo, se puede obtener información respecto de estructuras
cristalinas, defectos en sólidos, estudios de
monocristales, distribuciones y concentraciones de elementos
livianos en función de la profundidad en sólidos,
etc..

En el ámbito de la biología, la
introducción de compuestos radiactivos marcados ha
permitido observar las actividades biológicas hasta en
sus más mínimos detalles, dando un gran impulso a
los trabajos de carácter genético.

Areas de investigacion en
Venezuela:

Yacimientos petrolíferos se han estudiado
mediante la radiometría termoluminiscente de
radiaciones (DTL) para evaluarla como un método complementario a los métodos geofísicos y
geológicos convencionales. El propósito de
estos estudios es la demarcación de blancos en el
yacimiento para el emplazamiento de pozos, o la
extensión de yacimientos en producción. Teóricamente, la
migración vertical a través de
la columna geológica sedimentaria de los
radioisótopos gaseosos producidos por el decaimiento
de uranio, debe reflejar la presencia de ambientes reductores
en el subsuelo, tales como, las acumulaciones de hidrocarburos: Estos ambientes reductores
fijan el uranio en el estado
de valencia inmóvil +4, creando una relación
espacial entre la señal termoluminiscente en la
superficie del suelo y la
trampa petrolífera en el subsuelo
Evaluación de DTL como técnica de
investigación en la exploración de
yacimientos petrolíferos:
Calibración
Dosimétrica

El Laboratorio
Secundario de Calibración Dosimétrica
del , se
encarga del control de
calidad y la calibración de instrumentos y haces de
radiación.

Creación de una Maestría en
Física Médica
Aplicación de la Dosimetría
Termoluniscente en el Radiodiagnóstico de Recien
Nacidos
Modernización de los Sistemas
de Braquiterapia
Evaluación de la Calidad de
Imagen
Diagnóstica en Lesiones de Miembros Torácicos y
Pelvianos de Caballos Pura Sangre en el
Servicio
de Rayos-X del Hospital Veterinario del Hipódromo "La
Rinconada"
Estimación de la Dosis de Radiación
Recibida por el Paciente Sometido a Estudios de Cateterismo
Cardíaco y por el Personal que
Realiza dichos Estudios.
Determinación de la Linealidad de los
Factores de Campo en Aceleradores Lineales Modalidad Fotones.
CLINAC 4

Es tarea específica del Laboratorio
Secundario de Calibración Dosimétrica (LSCD)
mantener todos sus equipos dentro de las tolerancias
establecidas por las recomendaciones de la Comisión
Electrotécnica Internacional en cuanto atañe a
patrones de medición, es decir, cumplir con los
controles periódicos para la clasificación para
la certificación de la calidad de sus
instrumentos, tener los dosímetros, haces de
radiación y fuentes calibrados, llevar los libros de
control (historia) de toda su
instrumentación rigurosamente al día, con el
objeto de mantener la exactitud de las mediciones dentro de los
rangos establecidos según su
categoría.

Realiza el control de
calidad y calibración de equipos de radioterapia:
Unidades de Cobalto 60, Aceleradores Lineales, (modalidad
fotones y electrones) y Unidades de Rayos X de
energías baja y media. Inspecciona los ambientes de
implantes en braquiterapia y controla blinajes de fuentes de
Cesio-137 y su aplicación en braquiterapia. Realiza el
control de
calidad de unidades de Rayos-X en Servicios de
Radiodiagnóstico.

La Unidad de Tecnología Nuclear del
Instituto
Venezolano de Investigaciones Científicas –
IVIC, fue creada en enero de 1991 con el
propósito de agrupar los servicios
que dependen de la radiación nuclear en sus
actividades y tareas.
El personal de
la UTN comprende a investigadores, profesionales y
especialistas asociados a la investigación, estudiantes graduados y
asistentes, y personal
administrativo y obrero.
La Unidad realiza labores de investigación orientada y aplicada,
así como labores de docencia. También presta
multitud de servicios
de asesoría y asistencia técnica en las
áreas de salud e industria,
a organismos oficiales y privados por intermedio del Centro
Tecnológico.
Unidad de Tecnología Nuclear
Servicio de Ingeniería Nuclear

El Servicio de Ingeniería Nuclear del
Instituto
Venezolano de Investigaciones Científicas –
IVIC, aplica técnicas para
neutrongrafía y preparación de
radioisótopos, y es responsable de la operación
del reactor nuclear y de la fuente de Cobalto-60.
Además, desarrolla métodos
para la conservación de alimentos mediante la
irradiación con rayos Gamma.

Preservación de la Yuca (Manihot esculenta
Crantz) mediante combinación de irradiación con
otros métodos.
Tolerancia de las Frutas Tropicales a Combinaciones
de Métodos de Preservación y de Control
Cuarentenario: Irradiación y Tratamiento
Térmico de Melones
Uso de Radiación Gamma para el Control de
Vidrios en Productos Marinos
Promoción del Desarrollo
de Actividades en el Uso de las Radiaciones Ionizantes en el
Campo de los Alimentos por parte de Grupos
Externos al IVIC.

Esta unidad se ocupa de la esterilización,
radurización y tratamiento de mutaciones de diferentes
productos, a través de la utilización de los
rayos gamma.

A los fines de mantener y mejorar la productividad
de la instalación, ésta jefatura y su personal se ha
dedicado a vender el producto a diferentes empresas
públicas y privadas, obteniéndose un beneficio
que ha permitido financiar el diseño, construcción, puesta a punto y mantenimiento de la nueva consola totalmente
digitalizada, más segura y con una elevada
confiabilidad.

La energía
nuclear es una forma de energía que se obtiene de
la desintegración (fusión) o integración (fisión) de los
átomos. Esta forma de energía es de tal
magnitud que puede generar millones de watios de energía
eléctrica en un solo proceso de fusión o
fusión.
Dicha energía se ha utilizado de muchas
formas, pero principalmente en la construcción de armamento altamente
destructivo, sin embargo su uso para el beneficio de la
humanidad ha sido muy satisfactorio, implementándose
en la medicina,
elaboración y mantenimiento de alimentos, en el mantenimiento del medio
ambiente, en la industria
e investigación, y en la generación de
energía eléctrica.
Es de hacer notar, que sin embargo a pesar del uso
pacífico que se la ha dado a la energía
nuclear, no se han hecho grandes esfuerzos para liberar a la
humanidad del peligro de las armas
nucleares, transformándose de esta forma en un medio
de destrucción masiva.
En el caso de Venezuela
la implementación de este tipo de energía no
esta muy difundido, ya que solo entes pertenecientes al
gobierno
nacional, tales como el IVIC, son los que han manejado el uso
de la energía nuclear y su implementación en
las áreas de agricultura, medicina e
industria,
siendo el IVIC la única organización de investigación científica en
Venezuela
que posee un reactor nuclear.
A diferencia de otros países de
Latinoamérica tales como Brasil,
Argentina
y Chile,
donde se han implementado plantas
nucleares para producción de energía
eléctrica, en Venezuela
no se han hecho grandes esfuerzos para llevar a cabo proyectos de
esta magnitud.
CONCLUSIONES
Electrón
Partícula elemental con carga
eléctrica negativa y que forma parte de la constitución atómica. Su masa es
de aproximadamente 8,54 x 10-31 kg, y su carga es
de 1,6 x 10-19 Coulomb.
Fotón
Es una partícula elemental que representa una
cantidad discreta de energía electromagnética.
El fotón tiene masa en reposo y no tiene carga
eléctrica. Hoy día se acepta el hecho de que la
luz se
compone de fotones que viajan a una velocidad aproximada de
300.000 km/s.
Mega Electrón Volt
(Mev)
Es una unidad de energía. Se lee como "mega –
electrón – volt". 1 MeV equivale a 1.000.000 de eV
(electrón – volt). 1 eV es igual a 1,6 X
10-19 Joule. Un eV es la energía que
experimenta un electrón cuando se encuentra en un
campo eléctrico, cuya diferencia de potencial es de 1
volt.
Neutrón
Partícula elemental que no posee carga
eléctrica y que forma parte de los núcleos
atómicos. Cuando se desintegra, como producto de un
proceso físico, emite un neutrino (partícula
neutra de masa en reposo igual a 0). La masa del
neutrón es de aproximadamente 1,64 x 10-27
kg.
Núcleo
Atómico
El núcleo atómico es parte fundamental
de la constitución del átomo. Se
encuentra formado fundamentalmente por protones y neutrones,
los cuales se mantienen unidos por las llamadas fuerzas
nucleares. Su masa representa a casi la totalidad de la masa
atómica.
Partículas
Elementales
Son partículas elementales aquellas que
forman parte de la estructura de los átomos, y por lo
tanto representan el último constituyente de la
materia.

Plasma Físico
El plasma físico es una mezcla de
partículas cargadas eléctricamente. Cuando se
encuentra en equilibrio, la carga negativa total del
sistema es
igual a la carga positiva total. Bajo estas condiciones el
plasma es un medio eléctricamente neutro que conduce a
la perfección la corriente eléctrica. Sin
embargo, en desequilibrio surgen en el plasma campos
eléctricos de gran magnitud.
Con frecuencia se reconocen dos tipos de plasmas
físicos: el plasma débil y el fuertemente
ionizado. El plasma débil contiene fundamentalmente
electrones e iones positivos. El plasma fuertemente ionizado
contiene además átomos y moléculas
excitados y neutros. Si los electrones, iones, átomos
y moléculas del plasma presentan diversas temperaturas
se habla de la existencia de un plasma no isotérmico.
Si estos componentes tienen igual temperatura se habla de un
plasma isotérmico.
Protón
Partícula elemental de carga eléctrica
positiva que forma parte de la estructura básica del
núcleo atómico. Su masa es de 1,672 x
10-27 kg.
Reacción Nuclear En
Cadena
Es una sucesión de fisiones nucleares que
ocurren en forma casi simultánea. Supongamos que en
una fisión nuclear se liberan 2 neutrones. Estos
neutrones que se han liberado pueden fisionar 2 nuevos
núcleos atómicos, de donde se liberan 4 nuevos
neutrones, los que a su vez harán impacto sobre 4
núcleos atómicos, y así
sucesivamente.
Relación Masa –
Energía
Albert Einstein, por medio de su famosa
relación E= mc2, indica que la
energía y la masa son equivalentes, es decir, son una
misma cosa, pero se encuentran en distinto estado.
Por lo tanto, dada ciertas condiciones físicas, un
cuerpo puede transformar su masa en
energía.
Uranio
Mineral que se encuentra en la naturaleza bajo 150
formas diferentes. Es así como se puede presentar en
forma primaria (como Uranita), en forma oxidada, o en forma
refractaria. También se le puede encontrar como
subproducto en la fabricación de fosfatos, en las
minas de Cobre o en
el agua de mar.
Las mayores reservas de Uranio se encuentran en
Africa,
específicamente en Namibia, Níger, Gabón
y Sudáfrica. En Sudamérica destacan las
reservas de Argentina
y Brasil. La
composición del Uranio natural es de aproximadamente
99,3% en el isótopo del Uranio 238, y de un 0,7% en
Uranio 235.
GLOSARIO
BIBLIOGRAFIA

"Partículas Subatómicas", Steven
Weinberg, Editorial Losada, 1985.

"Para Comprender el Atomo", Fritz Kahn,
Ediciones Destino – Barcelona, 1960.

"Apuntes de Elementos de Física
Nuclear", Ing. Manuel Echeverría, CCHEN,
1995.

"Energía Nuclear", Erik Herrera, Juan
Galvez, Lila Trujillo, CCHEN, 1984.

"El Cuaderno de La Energía",
García Alonso, Forum Atómico Español,
1989.

"Vigilancia y Control de Los Residuos
Radiactivos", Consejo de Seguridad Nuclear de España,
1993.

"Protección Radiológica", Consejo
de Seguridad Nuclear de España,
1992.

"Utilización de la Energía Nuclear
Para la Producción de Energía
Eléctrica", Consejo de Seguridad Nuclear de España,
1992.

"Radiaciones Ionizantes y No Ionizantes",
Consejo de Seguridad Nuclear de España,
1994.

Páginas Internet: Instituto Venezolano de Investigaciones
Científicas IVIC

Instituto Chileno de Investigaciones
Científicas ICIC

Giovanny Guillén Bustamante

T.S.U en Informática

Estudiante del 8vo semestre de Ingeniería de Sistemas

Especialista Certificado en Sistemas IBM
AS/400

Edad 27 años

Caracas, Venezuela

Area Física

E-Mail: