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El núcleo de un átomo está formado por protones (con carga positiva) y neutrones (sin carga). Todos los átomos que existen están constituidos de la misma manera: un núcleo con protones y neutrones alrededor del cual orbitan (giran) tantos electrones como protones hay en el núcleo. Los distintos elementos que existen se caracterizan por el número de protones que hay en sus núcleos. Los núcleos de hidrógeno tienen diferente cantidad de protones que los núcleos de oxígeno o de hierro. Todos los núcleos de un mismo elemento tienen la misma cantidad de protones. Lo que no siempre es igual para el mismo elemento es el número de neutrones. Ejemplos de sustancias compuestas son el agua (cuya molécula está formada por 1 átomo de oxígeno y 2 de hidrógenos); las sustancias orgánicas como la madera o la carne (cuyas moléculas están formadas siempre por átomos de carbono y otros átomos, principalmente hidrógeno, oxígeno, nitrógeno); el amoníaco (formada por 1 nitrógeno y 3 hidrógenos). |
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A los núcleos que tienen la misma cantidad de protones, es decir que son del mismo elemento, pero que tienen distinta cantidad de neutrones y por lo tanto pesan distinto, se los llama isótopos de ese elemento.
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Hay un elemento en la naturaleza que tiene 92 protones en su núcleo: es el uranio, el elemento natural con mayor número de protones. El uranio 235 y uranio 238 son isótopos del uranio. Ambos isótopos del uranio son radioactivos. Cuando el mineral de uranio se extrae de la tierra, decimos que tenemos uranio natural. El uranio natural está formado por una mezcla de uranio 238 y uranio 235. De cada 1.000 kilos de uranio natural sólo hay 7 kilos de uranio 235. |
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El uranio 235 es el que hace funcionar a los reactores nucleares, ya que es el isótopo que fisiona y produce neutrones. En un reactor nuclear compiten las pérdidas de neutrones con la cantidad de fisiones. Si se quiere usar como combustible uranio natural, se dispondrá de muy poco uranio 235, por lo que habrá que reducir lo más posible las pérdidas de neutrones en otros materiales. El agua pesada absorbe menos neutrones que el agua liviana, por lo que es la indicada en ese caso. Si en cambio el combustible es uranio enriquecido, se puede usar agua de cualquier tipo, por lo que en general se usa agua común, que es más barata que el agua pesada.
Las centrales nucleares de Argentina, Embalse y Atucha I, utilizan el uranio natural y agua pesada. Otras centrales del mundo y los reactores experimentales de Argentina, como el RA-6 del Centro Atómico Bariloche, usan agua natural y por ello deben aumentar la proporción de uranio 235, necesitan uranio enriquecido.
El uranio enriquecido es el uranio que tiene más de 7 kilos de uranio 235 por cada mil kilos. Por ejemplo, el reactor RA-6 usa uranio "enriquecido al 90%", lo que quiere decir que por cada 1000 kilos de ese uranio hay 900 kilos de uranio 235.
Para enriquecer uranio hay que partir del uranio natural y separar sus isótopos. Esto resulta complicado porque químicamente el uranio 235 y el uranio 238 reaccionan de la misma manera, por lo que se recurre a técnicas que tratan de aprovechar las muy pequeñas diferencias de peso y/o tamaño de sus átomos.
El enriquecimiento de uranio es una tecnología muy difícil de adquirir, que la disponen escasos países en el mundo. Argentina desarrolló esta tecnología en forma completamente independiente y la utiliza experimentalmente en la localidad de Pilcaniyeu, cerca de Bariloche.
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