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DESCUBRIMIENTO Y DESARROLLO DE LA ENERGIA NUCLEAR
Conjeturas sobre la energía solar
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Hacia 1847 comienza a conjeturarse que siendo aceptado el principio de conservacion de la energia, la edad atribuida al sol y la imposibilidad de explicar sus radiaciones a partir de una simple combustion química debería existir alguna otra fuente de energía inadvertida hasta entonces por la humanidad.
En solo medio siglo desde el inesperado descubrimiento de los rayos X por parte de Wilhelm Roetgen en 1895, la ciencia siguiendo la senda de los misteriosos fenómenos radiactivos logra desvelar los secretos de la energia nuclear.
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En 1876 los experimentos de Eugen Golstein con rayos catodicos ponen en la pista a los cientificos para detectar el electron.
Rayos misteriosos conducen al radio y al electrón
En 1896 el físico francés Antoine Henri Becquerel comprueba que ciertas sustancias, como las sales de uranio, generan rayos penetrantes de origen misterioso.
Las investigaciones de Marie y Pierre Curie con mineral de uranio llevan al descubrimiento de otras sustancias hasta entonces desconocidas y aun mas radiantes, entre ellas el radio. No pasa mucho tiempo hasta descubrir que la radioactividad implica emision de energia.
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En 1898 Ernest Rutherford distingue rayos que denomina alfa y beta en las radiaciones de uranio, estas ultimas resultaran ser electrones.
Joseph John Thompson, fisico ingles, identifica y mide finalmente al electron, la primera partícula subatómica en ser descubierta.
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En 1903 se pensaba que los unicos elementos en tener una reserva energetica dentro del átomo eran los elementos radiactivos sin embargo Ernest Rutherford sugiere que todos los atomos tienen escondida una enorme reserva de este tipo.
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Rutherford y Bohr: primeros modelos atómicos
En 1911 el fisico J. J. Thomson aproxima un modelo teórico del átomo en el que los electrones se repartían en el interior de una esfera de carga positiva y describían una órbita alrededor del núcleo.
Es sin embargo el neozelandés Ernest Rutherford, quien demuestra la estructura interna del átomo, un pequeño núcleo alrededor del cual giran los electrones, al verificar experimentalmente esa hipotesis mediante bombardeo de rayos alfa descubre desvios sorprendentes intuyendo impactos contra un nucleo mucho mas masivo de lo supuesto y cuya carga era idéntica a la suma de las cargas de los electrones.
En 1913 el físico Niels Bohr desarrolla una hipótesis mejorada para explicar la estructura del átomo. Bohr postula que los electrones están dispuestos en capas definidas, o niveles cuánticos, a determinadas distancias del núcleo cumplimentando ciertas condiciones. Su formulación permite salvar inconsistencias con la física clasica del primer modelo.
Comienza a intuirse progresivamente el funcionamiento de complejas fuerzas dentro del atomo cuya comprension posibilita dos decadas mas tarde modificar con exito la estructura de sus propios nucleos.
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Antes de 1914 se habia detectado en los experimentos de rayos catodicos una particula con carga positiva cuya masa es igual a la masa del hidrogeno. Rutherford sugiere ahora que pese a su desproporcionada masa es equivalente aunque con carga positiva a la del electron. La nueva particula será denominada protón.
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Protón y neutrón: nuevas partículas
En 1919 Ernest Rutherford encuentra la primer evidencia experimental de un protón. Rutherford expone gas nitrógeno a una fuente radiactiva de partículas alfa. Al colisionar algunas de estas partículas con los núcleos de los átomos de nitrógeno se transforman en átomos de oxígeno-17. Imprevistamente ha logrado llevar a cabo la primera reaccion nuclear hecha por el hombre.
En 1932 Chadwick realiza un descubrimiento crucial: el neutrón, partícula de masa equivalente a la del protón, pero carente de carga, lo que le convierte en un proyectil atómico ideal, pues es capaz de penetrar en el átomo sin ser afectado.
Los bombardeos cada vez mas efectivos, sobre los nucleos atomicos provocan alteraciones en el equilibrio energetico de los atomos y abren así el camino a la transmutacion de elementos, algo por entonces impensable.
Nueva alquimia en el siglo XX
En 1934 Frederic Joilot-Curie logra fosforo-30, el primer núcleo obtenido mediante reacciones nucleares provocadas por bombardeo de partículas.
Entre tanto Fermi ensaya el bombardeo de uranio con neutrones, las extrañas radiaciones beta resultantes confirman 5 años mas tarde la obtencion de un elemento desconocido, el primero transuranico, que es denominado neptunio y mas tarde otro denominado plutonio. Las experiencias de Fermi logran ademas variantes de atomos de elementos radiactivos ya conocidos con diferente valor masico que comienzan a ser conocidas como radioisotopos.
Sus aplicaciones para la medicina en exploracion y diagnostico serán revolucionarias.
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Fisión nuclear: un hecho
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En 1939 el físico danes Niels Bohr anuncia a la comunidad cientifica, a pesar de sus reservas iniciales, un fenómeno inédito, la fragmentación del nucleo del uranio. El fenomeno será conocido a partir de entonces como fisión.
La fisión del uranio, según se comprueba, libera cerca de diez veces más energía nuclear por núcleo que cualquier otra reacción nuclear de las conocídas hasta entonces y ademas es susceptible de propagarla mediante una reaccion en cadena.
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Fermi y la pila atómica
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En 1942 en los EE.UU. el fisico
Enrico Fermi y sus colaboradores construyen en la Universidad de Princeton, en Chicago, la primera
pila atómica, el suceso da paso a la primera reaccion nuclear controlada en la historia de la humanidad y servira de modelo para centrales electro-nucleares y en lo inmediato para construir las primeras bombas atomicas.
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Primera explosión atómica experimental
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En 1945, el 16 de julio, en secreto, en White Sands, en el estado de Nuevo Mexico, EE.UU. es detonada en medio de una gran expectativa la primera bomba atómica experimental, de 19 kilotones bajo el nombre clave de Trinity, paso previo a los bombardeos sobre Japón en agosto.
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En 1949 Rusia realiza en Siberia su primera prueba atómica
En 1952 también Gran Bretaña se incorpora como potencia nuclear.
Francia y China acceden a la bomba durante 1960 y 1964 respectivamente.
Primera central comercial de energia nuclear
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En 1956, en octubre, Gran Bretaña pone en funcionamiento la primera central nuclear comercial en el mundo. La planta denominada Calder Hall cuenta con una capacidad de generacion de 196 megawatios y esta localizada junto a un complejo de instalaciones de procesamiento nuclear en las adyacencias de Windscale, sobre el Mar de Irlanda. El complejo sera conocido años mas tarde como Sellafield.
El reactor el primero de una serie de cuatro de un plan aun mas ambicioso seguira en funcionamiento hasta 2003.
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Agencia Internacional de Energía Atómica
En 1957 se establece con el apoyo de 81 naciones, la Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA) con sede en Viena, una iniciativa que reconoce como antecedente la advertencia formulada cuatro años antes ante la ONU por el presidente de EE.UU. Dwight Eisenhower acerca de la necesidad de contar con un estatuto internacional que supervise la seguridad del uso de la energia atomica en el mundo.
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Mas sobre Ciencias en el siglo XX
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Atomos para la guerra
Fisión nuclear y la reacción en cadena
En 1939 el anuncio del sorprendente descubrimiento pone en manos de la humanidad la mayor fuente de energia de jamás conocida. Su primera aplicacion lleva a la fabricación de bombas atómicas.
* Hahn, Bohr y Szilard - ampliar
La carrera tras la bomba atómica
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El 6 de diciembre de 1941 (es decir el día antes de Pearl Harbour) el gobierno estadounidense pone en marcha su propio proyecto de fabricacion de explosivos nucleares el que se conocerá bajo el nombre clave de "Manhattan Project".
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Desde sus inicios hasta su dispersion. ampliar
Armas atómicas y contaminación.
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Durante la Guerra Fria la equiparacion del poderio atomico por parte de la Union Sovietica acarrea una carrera armamentista nuclear durante la cual se suceden nuevas y cada vez mas poderosas explosiones contaminantes.
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* Pruebas atómicas y accidentes - ampliar
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Atomos para la paz
Centrales de energía nuclear
De como la fisión nuclear libera calor, que puede ser utilizado para transformar agua en vapor que mueva turbinas, las que producen un 17% de la energía eléctrica global.
// BBC -
Reactor nuclear
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Medicina y radioisótopos
El descubrimiento de la radiacion nuclear condujo a dos tipos de aplicaciones en medicina:
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el diagnóstico mediante trazadores y el uso de las radiaciones para fines terapéuticos, en el primer caso limitando las dosis de radiación y en el segundo maximizandola selectivamente para los tejidos dañinos o dañados.
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// INVAP - Radioisótopos
Otros usos de los radioisótopos y de la radiación
Durante las últimas décadas el uso de los radioisótopos se viene extendiendo cada vez mas en la industria, la agricultura, la hidrología y la preservación de alimentos.
// Usos alternativos de la radiacion
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