La fissió nuclear és un fenomen poderós i versàtil que ha deixat una empremta indeleble a la ciència i la tecnologia moderna. Des de la generació d'energia elèctrica fins a la medicina i l'exploració espacial, la fissió nuclear ha demostrat que és un motor clau per a la innovació.
A continuació us mostro diferents aplicacions que utilitzen la fissió nuclear amb alguns exemples de cadascuna:
Generació d'energia elèctrica
Un dels exemples més notables de fissió nuclear és el seu ús en la generació denergia elèctrica en plantes nuclears. Aquestes instal·lacions aprofiten la immensa quantitat denergia alliberada durant la fissió per produir electricitat de manera eficient i contínua.
En una planta nuclear, s'utilitza un combustible nuclear, com l'urani-235 o el plutoni-239, com a material fissible. Quan aquests nuclis capturen neutrons, es tornen inestables i es divideixen en dos o més fragments més petits.
Aquest procés allibera una gran quantitat denergia en forma de calor. Aquesta calor s'utilitza per escalfar aigua i produir vapor, que alhora impulsa turbines connectades a generadors elèctrics. El resultat és la producció delectricitat a gran escala.
Exemple
La planta nuclear de Fukushima Daiichi a Japó, abans del tràgic accident el 2011, generava aproximadament el 30% de l'electricitat de la regió de Tohoku. Aquest exemple il·lustra la importància crítica de la fissió nuclear en la generació denergia a gran escala.
Propulsió espacial
La fissió nuclear també s'ha explorat com a opció prometedora per a la propulsió de naus espacials. L'alta energia alliberada per la fissió podria permetre que les naus espacials viatgin a velocitats molt més grans i explorin destinacions distants a l'espai.
La propulsió nuclear a l'espai es basa en la idea d'utilitzar un reactor nuclear a bord d'una nau espacial per escalfar i expulsar propulsant, com a hidrogen, mitjançant un motor de propulsió. L'energia alliberada per la fissió s'utilitza per escalfar aquest propulsant a temperatures extremadament altes, creant un raig d'escapament d'alta velocitat que impulsa la nau cap endavant.
Exemple
El projecte Orion de la NASA és un exemple clau d'un sistema de propulsió nuclear que podria escurçar significativament els temps de viatge interplanetari. Aquesta tecnologia podria aplanar el camí per a missions tripulades a Mart i més enllà.
Producció de Radioisòtops
La fissió nuclear es fa servir per produir radioisòtops, que tenen una varietat d'aplicacions mèdiques, industrials i científiques. Per exemple, el radioisòtop tecneci-99m s'utilitza en medicina nuclear per fer imatges diagnòstiques.
Els radioisòtops són àtoms inestables que emeten radiació ionitzant. Aquesta radiació es fa servir en aplicacions mèdiques per diagnosticar malalties i en teràpies per tractar certs tipus de càncer. La producció controlada de radioisòtops en reactors nuclears és fonamental per garantir un subministrament constant i fiable d'aquests materials vitals.
Exemple
El tecneci-99m és essencial per a procediments mèdics com les gammagrafies òssies, que ajuden els metges a diagnosticar malalties òssies i avaluar la funció de la glàndula tiroide.
Armes nuclears
Tot i que aquest és un exemple controvertit, la fissió nuclear també s'ha utilitzat en la fabricació d'armes nuclears. Aquestes armes aprofiten lalliberament denergia extremadament poderosa que ocorre durant la fissió per causar explosions devastadores.
Les armes nuclears basades en la fissió funcionen mitjançant la creació d'una reacció en cadena incontrolable on una sèrie de nuclis d'urani-235 o plutoni-239 es divideixen i alliberen una quantitat massiva d'energia en forma d'una explosió nuclear. Aquest tipus d'arma té un poder destructiu devastador i ha portat esforços internacionals per limitar-ne la proliferació.
Exemple
El desenvolupament de la bomba atòmica dins del Projecte Manhattan que va liderar el físic Robert Oppenheimer va ser el primer exemple en què es va fer servir la fissió nuclear per crear una bomba. El bombardeig atòmic d'Hiroshima i Nagasaki durant la Segona Guerra Mundial il·lustra tràgicament l'impacte destructiu de les armes nuclears basades en la fissió.
Recerca Nuclear
La fissió nuclear també té un paper crucial en la investigació científica. Els acceleradors de partícules i els reactors de recerca fan servir la fissió per estudiar l'estructura de la matèria i fer experiments nuclears controlats.
Els reactors de recerca són instal·lacions dissenyades específicament per dur a terme experiments nuclears controlats. Aquests reactors es fan servir en una àmplia varietat de camps, des de la física de partícules fins a la investigació mèdica i la generació d'isòtops per a aplicacions industrials i mèdiques.
Exemple
El Gran Col·lisionador d'Hadrons (LHC) al CERN utilitza acceleradors que aprofiten principis de fissió nuclear per col·lisionar partícules subatòmiques i estudiar la física fonamental.
Conclusió
La fissió nuclear és una força poderosa al món modern, amb una àmplia gamma d'aplicacions que afecten directament la nostra vida quotidiana. Des de la generació d'energia fins a la medicina i l'exploració espacial, aquesta tecnologia continua impulsant la innovació i desafiant la ciència a nous horitzons.
La fissió nuclear és una eina valuosa, però el seu maneig ha de ser curós i ètic per assegurar un món més segur i pròsper.
