Prof. Rafael Girola y Daniel Hillar
El viernes 15 de noviembre a las 19 hs., EnDiAs presentó la charla "Energía nuclear y evolución de las estrellas", en el Instituto 34 Héctor Medici (Escuela Bernardino Rivadavia) de El Palomar.
En los históricos pasillos del Colegio Rivadavia, la presentación se dividió en dos partes. En la primera parte, a cargo del profesor Daniel Hillar, se describieron los aspectos de la fisión de núcleos atómicos y sus aplicaciones, detallando la actividad que se desarrolla en Argentina.
En la segunda parte a cargo del profesor Rafael Girola, se describió la evolución de las estrellas y los mecanismos de formación de los elementos químicos por fusión de átomos.
Daniel Hillar
La fisión nuclear es una tecnología que se utiliza actualmente para generar electricidad y radioisótopos para medicina nuclear. Es un proceso por el cual un núcleo atómico pesado, por ejemplo el uranio, se divide en dos núcleos más livianos, liberando una enorme cantidad de energía. Esta energía se manifiesta en forma de calor y radiación.
Al bombardear un núcleo pesado con neutrones, este se vuelve inestable y se divide. En esta división, además de los nuevos núcleos, se liberan más neutrones que a su vez inducen la fisión de otros núcleos, creando una reacción en cadena.
El Uranio y las Fuerzas Nucleares
Partículas y Radiaciones
Elementos Radiactivos - Desintegración Nuclear
Un reactor nuclear es una instalación cerrada, diseñada para provocar y controlar esta reacción en cadena, con el fin de producir energía. El calor generado se utiliza para calentar agua y producir vapor, que a su vez mueve una turbina y genera electricidad.
En un reactor también se pueden producir radioisótopos, los cuales se usan en medicina para diagnosticar y tratar numerosas enfermedades. Gracias a estos radioisótopos, los médicos pueden obtener imágenes precisas del interior del cuerpo humano, detectar enfermedades en etapas tempranas y evaluar la eficacia de los tratamientos.
CNEA - Reactores Argentinos
La Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) es un organismo público creado en 1950, con la misión de asesorar a las autoridades nacionales, en la definición de la política nuclear y llevar a cabo investigaciones y desarrollos tecnológicos. Tiene operativos cinco reactores nucleares de investigación distribuidos en distintos puntos del país
Tipos de Reactores Nucleares en Argentina
Edificio del Reactor Atucha II
Eficiencia de la Energía Nuclear
Rafael Girola
El carbono es un ladrillo atómico fundamental en nuestra existencia y el bloque esencial en la construcción de nuestros cuerpos. Otros átomos que conforman nuestro organismo también cumplen funciones vitales, como el oxígeno, que es crucial en la conversión de energía, y el azufre, que desempeña un papel vital en la producción de insulina y en la composición de la leche materna, entre otros procesos importantes.
Estos bloques básicos de la materia que nos forma y nos rodea, fueron creados en el interior de las estrellas a través del proceso de fusión de núcleos de átomos.
Las estrellas se originan en nubes de gas y polvo cósmico, donde se crean zonas de más alta densidad como grumos. Cuando la presión del material es suficiente, los núcleos de los átomos se empiezan a fusionar y la estrella empieza a emitir energía. La vida normal de la estrella se mantiene mientras se conserve un equilibrio entre la gravedad y la energía de fusión.
Evolución de las Estrellas
De acuerdo al tamaño de masa que alcanzan en su formación, las estrellas pueden evolucionar en dos caminos principales.
Una estrella de masa mediana después de miles de millones de años crecerá hasta un cierto tamaño, y luego se despojará de sus capas exteriores, quedando expuesto un núcleo más pequeño muy comprimido llamado enana blanca.
Una estrella de gran masa tendrá mucha más actividad en su interior que las de masa mediana. Con el tiempo su gran tamaño hará que al final, cuando ya no tiene mas núcleos atómicos para fusionar, se precipite sobre si misma y luego estalle produciendo lo que se conoce como supernova. Como resultado queda en el espacio una gran estructura llamada remanente con una estrella de neutrones en su interior.
Si la cantidad de masa que tenía la estrella era extremadamente grande, lo que se obtiene es un agujero negro, un punto tan denso en el espacio, que ni la luz puede escapar de él
Diagrama de Hertzsprung-Russell. Es una clasificación de estrellas de acuerdo a su luminosidad y temperatura superficial. El Sol se destaca en el centro de la región de la secuencia principal
Diagrama HR Luminosidad y Temperatura
En el Diagrama HR la magnitud absoluta nos permite comparar las estrellas en brillo (magnitud). El tipo espectral o color, nos sirve para compararlas en temperatura.
El núcleo de las estrellas puede ser considerado como un gigantesco horno nuclear. En su interior, las temperaturas y presiones son tan extremas que los átomos se fusionan entre sí, para crear nuevos elementos químicos. En la fusión atómica, se libera una enorme cantidad de energía, la cual es responsable de la luz y el calor que emiten las estrellas.
Todo comienza con el hidrógeno, el elemento más simple y abundante en el universo. En el corazón de una estrella, los núcleos de hidrógeno se fusionan para formar helio.
A medida que el hidrógeno se va consumiendo, la estrella se contrae y la temperatura aumenta aún más. Esto permite que se produzcan fusiones entre núcleos de helio, generando elementos más pesados, como carbono y oxígeno.
Cuando una estrella masiva agota su combustible nuclear, se pierde el equilibrio entre su gravedad y las fuerzas que sostienen toda su estructura. La estrella se contrae, para inmediatamente explotar en una supernova. Durante esta explosión, se crean elementos aún más pesados por fusión de núcleos atómicos, gracias a las altísimas temperaturas y presiones que se alcanzan.
Lo que quedó de una estrella, Cassiopea A, remanente de supernova.
Esta es una imagen compuesta que incluye rayos X del Telescopio Espacial Chandra (azul), datos infrarrojos del James Webb (rojo, verde, azul) y datos ópticos del Hubble (rojo y blanco).
Una sociedad estelar, los cúmulos globulares.
En esta imagen vemos el cúmulo Messier 80, ubicado en la constelación de Escorpio, a unos 30.000 años luz de la Tierra. Contiene cientos de miles de estrellas.
Prof Rafael Girola frente al auditorio
EnDiAs agradece a la CNEA (Comisión Nacional de Energía Atómica) por la generosa donación de materiales educativos. Estos recursos han sido distribuidos entre docentes activos y docentes en formación, con el objetivo de enriquecer las propuestas pedagógicas en diversas escuelas del Gran Buenos Aires.
Agradecemos también la cálida recepción brindada por el Instituto 34 Héctor Medici, de El Palomar, que nos permitió llevar a cabo esta importante actividad, y a todo el público presente.