Fisica General Burbano

REACCIONES DE FUSIÓN Y DE FISIÓN 745
El efecto biológico de la radiación se específica mediante la DOSIS EQUIVALENTE (DE) que es proporcional
a la dosis absorbida. El factor de proporcionalidad se denomina factor de calidad (QF) y
depende del tipo y energía de la radiación: DE = QF · D. Los valores aproximados del factor de
calidad para distintas radiaciones son: 1 para rayos X, g y b, 10 para neutrones y 15 y 20 para
otras partículas según que su carga sea la de uno o varios electrones, respectivamente.
La dosis equivalente se mide en sievert (Sv) o en rem (röntgen equivalente man):
1 Sv = 1 J/Kg = 100 rem
Se denomina DOSIS MÁXIMA PERMISIBLE (DMP) aquella dosis de radiación ionizante que no causa
lesiones corporales «apreciables» a una persona. Hay que entender, sin embargo, que toda radiación
produce un daño biológico; un cromosoma que ha sufrido una mutación debida a la radiación
se reproducirá afectado por dicha mutación.
La tabla siguiente recoge los valores recomendados de la DMP para diversos tejidos y órganos
según que el receptor esté sometido o no a control continuo de la radiación absorbida.
DMP
MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
óRGANOS AFECTADOS
Cuerpo entero, médula ósea,
gónadas, cristalino
Hueso, piel, Tiroides
Otros órganos
XXX – 31. Fisión nuclear
D) REACCIONES DE FISIÓN Y DE FUSIÓN
Desde que en 1932 Chadwick descubriera el neutrón, éste ha sido empleado profusamente
para producir reacciones nucleares debido a su ausencia de carga. En 1939, O. Hahn y F. Strassman,
bombardeando uranio con neutrones térmicos (energía de aproximadamente 0,03 eV) encontraron,
mediante una serie de experimentos radioquímicos, que en la muestra bombardeada
aparecían átomos de bario inexistentes inicialmente.
L. Meitner y O. R. Frisch describieron el proceso, al que denominaron fisión, como la absorción
de un neutrón por el núcleo de uranio con la posterior ruptura de éste en dos fragmentos de masas
aproximadamente iguales. Si uno de los núcleos resultantes es de bario (Z = 56) el otro debe
ser de kripton (Z = 36), de acuerdo con la reacción:
235
92
1
0
236
92
PERSONAL CONTROLADO
3 rem/13 semanas
5 rem/año
8 rem/13 semanas
30 rem/año
4 rem/13 semanas
15 rem/año
Así pues, se denomina FISIÓN NUCLEAR al proceso de desintegración en el que un núcleo pesado
se escinde en dos núcleos de masas aproximadamente iguales. (La fisión ternaria, en tres fragmentos,
sólo ocurre en el uranio en un 5 × 10 – 4 % de las fisiones).
La fisión espontánea se produce cuando un núcleo se fisiona sin necesidad de absorber previamente
una partícula; es la fisión del núcleo desde su estado fundamental. Este tipo de fisión se da
en átomos muy pesados, en los que la energía de enlace por nucleón es menor que la correspondiente
a los núcleos que origina si éstos son aproximadamente iguales, es decir, en la fisión espontánea
se produce liberación de energía, es un proceso exotérmico.
La fisión inducida tiene lugar en núcleos excitados; ocurre cuando el núcleo pesado captura
una partícula, generalmente un neutrón, y el núcleo compuesto excitado se desintegra en fragmentos.
El neutrón capturado puede ser de muy baja energía ya que su energía de enlace en el
núcleo es ya suficiente para producir la fisión. La reacción de fisión inducida más conocida es la
del U-235 que se escinde con neutrones térmicos, al igual que el Pu-239; en cambio, el U-238 y el
Th-232 precisan neutrones rápidos, de al menos 1 MeV, para escindirse.
Debemos recordar que se denomina neutrón térmico a aquél cuya energía cinética corresponde
a la temperatura del medio, (• 0,03 eV) y neutrón rápido al que tiene energía del orden de
1 MeV. El paso de un neutrón de rápido a térmico se denomina moderación y se consigue por sucesivos
choques del neutrón con un material moderador poco absorbente de neutrones, como comentaremos
a propósito de los reactores nucleares.
141
56
U + n → U → Ba + Kr + 3 n + Q
92
36
1
0
PERSONAL NO
CONTROLADO
0,5 rem/año
3 rem/año
1,5 rem/año