• Fusión nuclear:
– Reacción nuclear en la
que dos núcleos ligeros
se unen para formar otro
más pesado.
– En el proceso se libera
gran
cantidad
de
energía.
Características de la fusión
• Es una energía relativamente limpia: al
contrario que en las reacciones de fisión
apenas hay sustancias de desecho
peligrosas.
• Su rendimiento energético es muy grande.
El “carburante” que necesita, deuterio y
tritio, es fácil de obtener. El agua de mar
contiene cantidades ingentes de deuterio.
Proceso de fusión
En la fusión intervienen dos isótopos del
hidrógeno, el deuterio y el tritio. Se utilizan
estos isótopos, pues, para que se
produzca la fusión de los átomos -su
unión- es necesario que sus núcleos
tengan la mínima fuerza de repulsión, y
esto se logra precisamente con los
átomos más ligeros, los de hidrógeno, que
sólo tienen un protón en su núcleo.
Tipos de fusión en cadena
• Fusión controlada:
Aún no se ha conseguido de
forma rentable.
Se
investiga
en
el
confinamiento magnético de
plasma.
• Fusión no controlada:
Se produce en las bombas
atómicas de hidrogeno.
En la bomba de Hidrógeno la explosión de una
carga de fisión nuclear (bomba atómica) produce
la temperatura y la densidad adecuadas para que
una fusión pueda ocurrir. Esta fusión resulta en
una repentina expulsión de grandes cantidades de
energía que producen una explosión aún mayor.
Fusión en el Laboratorio
Científicos de la
Universidad de
California en Los
Ángeles.
fusión nuclear en un cilindro de apenas 12 cms. de
diámetro
Futuras utilidades: Generadores de fusión de pequeño tamaño en
propulsores de naves espaciales, tratamientos
médicos y dispositivos para detectar bombas
nucleares.
•Útil como fuente de neutrones.(partículas
subatómicas son un subproducto de fusión)
Este dispositivo produce
muy poca energía
•Los neutrones penetran profundamente en la
materia (gracias a la inexistencia de carga),
por tanto puede usarse para revisar equipajes
o contenedores de carga.
• En el experimento, se montó un cristal dentro del cilindro y se lo
rodeó de un gas de deuterio, una versión pesada del hidrógeno.
Cuando se calentó el cristal, produjo una carga de miles de voltios.
Eso creó campos eléctricos tan fuertes que separaron a los
electrones del deuterio y empujaron los iones de deuterio cargados
hacia un imán, que también contenía deuterio. Cuando un ion de
deuterio chocó contra un átomo de éste, se produjo la fusión. Pero
sólo una, en un millón de colisiones, produce fusión, el dispositivo es
un generador ineficiente de energía.
Ventajas e inconvenientes de la fusión
Ventajas:
• Alto rendimiento.
• Combustible abundante
en la naturaleza.
• No requiere masa crítica.
• Energía limpia, no tiene
desechos radiactivos.
Inconvenientes:
• Necesita temperaturas
muy altas.
• Dificultad de confinar el
combustible.
• Dificultad de mantener
limpio el plasma.
• Fisión nuclear:
– Reacción nuclear en la
que un núcleo pesado
se divide en otros dos
más ligeros al ser
bombardeados
con
neutrones.
– En el proceso se
liberan más neutrones
y gran cantidad de
energía.
Características de la fisión
• La energía liberada por la fisión es muy grande.
• El proceso de fisión iniciado por la absorción de
un neutrón en el uranio 235 libera un promedio
de 2,5 neutrones en los núcleos fisionados.
Estos neutrones provocan rápidamente la fisión
de varios núcleos más, con lo que liberan otros
cuatro o más neutrones adicionales e inician
una serie de fisiones nucleares auto
mantenidas, una reacción en cadena que lleva a
la liberación continuada de energía nuclear.
Proceso de fisión
• La fisión se inicia con la partícula incidente (el neutrón)
que está contenida entre los productos de la fisión. A
partir de una primera fisión se forma una reacción en
cadena, ya que alguno de los neutrones producidos
durante la fisión provocan una fisión, y este proceso se
repite sucesivamente.
• Para mantener la reacción en cadena se necesita un
mínimo de núcleos capaces de fusionarse a fin de que
los neutrones no escapen del material combustible, esta
cantidad mínima de material se denomina masa crítica.
Ventajas e inconvenientes de la fisión
Ventajas:
• Alto rendimiento.
Inconvenientes:
• Riesgo de contaminación
radiactiva.
• Dificultad de eliminar los
residuos.
• Hay que enriquecer el
Uranio.
Tipos de fisión en cadena
•
Fisión controlada:
En este tipo de fisión se introduce un material
para contrarrestar el numero de neutrones
liberados.
Este tipo de reacción se produce en las
centrales nucleares y generadores auxiliares de
submarinos y cohetes.
•
Fisión no controlada:
No hay un material controlador, es una reacción
explosiva.
Este tipo de fisión se produce en las bombas
atómicas.
Fisión en las centrales nucleares
• En el interior de las paredes de hormigón de las centrales se
encuentra el núcleo del reactor, donde mediante las barras de
combustible, se obtiene energía de la fisión de átomos de minerales
radiactivos como el uranio o el plutonio. Esta liberación de calor
hace funcionar un circuito de vapor que mueven turbinas y
generadores, lo que produce corriente eléctrica.
• La corriente eléctrica llega a un transformador y posteriormente al
tendido eléctrico.
• El vapor de agua termina en el condensador donde se enfría y se
vuelve líquida.
• El condensador recibe agua fría de la torre de refrigeración, que se
abastece de un lago cercano.
• El agua llega a un calentador para volver a empezar el proceso de
nuevo.
Generaciones de centrales nucleares
• Primera generación: Centrales proyectadas en la década de los 60
que se concluyeron a finales de la década, como José Cabrera en
Almonacid de Zorita.
• Segunda generación: Centrales proyectadas en la década de los 70
que se concluyeron a finales de dicha década, como Almaraz I y II
en Caceres.
• Tercera generación: Centrales Nucleares cuya construcción fue
autorizada con posterioridad a la aprobación del Plan Energético
Nacional en Julio de 1979.
Diferencias entre fisión y fusión
• Fisión: un núcleo pesado
se divide en dos núcleo
más ligeros.
• Es una fuente que puede
agotarse.
• Se aprovecha la energía
de repulsión de los
núcleos.
• Fusión: dos núcleos más
ligeros se unen formando
un núcleo más pesado.
• Es una fuente inagotable,
pues se basa en el agua.
• Se aprovecha la energía
producida por la unión de
los
átomos
(mínima
energía de repulsión).
Peligros de la fisión y la fusión
• Existen muchos peligros referente a las reacciones nucleares por lo
que se piden muchas medidas de seguridad a las centrales
nucleares, algunos de los problemas que pueden presentarse son:
– Contaminación del medio ambiente, debido a posibles escapes de gas
tóxico o vertidos tóxicos, lo cual repercute a todos los seres vivos
provocando la muerte o mutaciones de varias generaciones.
– Escape de radiactividad.
– Explosión nuclear (aunque esto es muy difícil de que suceda ya que se
tienen altos niveles de seguridad).
La contaminación atmosférica radiactiva ha disminuido en forma parcial por un
tratado firmado en 1963 que prohíbe las pruebas atmosféricas de armas
nucleares en un gran grupo de naciones
Bibliografía
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www.centralesnucleares.com
www.extremaduralternativa.net
www.na-sa.com
www.energia_nuclear.com
www.wikipedia.com
Enciclopedia Encarta
Enciclopedia Larouse, Pág.: 5139-5140.
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fusión y fisión