FUSIÓN NUCLEAR
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La fusión nuclear es una reacción en la que se unen dos núcleos ligeros para
formar uno más pesado. Este proceso desprende energía porque el peso del
núcleo pesado es menor que la suma de los pesos de los núcleos más ligeros.
Este defecto de masa se transforma en energía, se relaciona mediante la
fórmula E=mc2 , aunque el defecto de masa es muy pequeño y la ganancia por
átomo es muy pequeña, se ha de tener en cuenta que es una energía muy
concentrada, en un gramo de materia hay millones de átomos, con lo que poca
cantidad de combustible da mucha energía.
No todas las reacciones de fusión producen la misma energía, depende siempre
de los núcleos que se unen y de lo productos de la reacción. La reacción más
fácil de conseguir es la del deuterio (un protón más un neutrón) y tritio (un
protón y dos neutrones) para formar helio (dos neutrones y dos protones) y un
neutrón, liberando una energía de 17,6 MeV.
Es una fuente de energía prácticamente inagotable, ya que el deuterio y el tritio
son isótopos del hidrógeno.
Para efectuar las reacciones de fusión nuclear, se deben cumplir los siguientes
requisitos:
• Temperatura muy elevada para separar los electrones del núcleo y que éste se
aproxime a otro venciendo las fuerzas de repulsión electrostáticas. La masa
gaseosa compuesta por electrones libres y átomos altamente ionizados se
denomina PLASMA.
• Confinamiento necesario para mantener el plasma a elevada temperatura
durante un tiempo mínimo.
• Densidad del plasma suficiente para que los núcleos estén cerca unos de
otros y puedan lugar a reacciones de fusión.
Los confinamientos convencionales, como las paredes de una vasija, no son
factibles debido a las altas temperaturas del plasma. Por este motivo, se
encuentran en desarrollo dos métodos de confinamiento:
• Fusión nuclear por confinamiento inercial (FCI): Consiste en crear un medio
tan denso que las partículas no tengan casi ninguna posibilidad de escapar sin
chocar entre sí. Una pequeña esfera compuesta por deuterio y tritio es
impactada por un haz de láser, provocándose su implosión. Así, se hace cientos
de veces más densa y explosiona bajo los efectos de la reacción de fusión
nuclear.
• Fusión nuclear por confinamiento magnético (FCM): Las partículas
eléctricamente cargadas del plasma son atrapadas en un espacio reducido por
la acción de un campo magnético. El dispositivo más desarrollado tiene forma
toroidal y se denomina TOKAMAK.
VENTAJAS
La fusión nuclear es un recurso energético potencial a gran escala, que puede
ser muy útil para cubrir el esperado aumento de demanda de energía a nivel
mundial, en el próximo siglo. Cuenta con grandes ventajas respecto a otros
tipos de recursos: Los combustibles primarios son baratos, abundantes, no
radioactivos y repartidos geográficamente de manera uniforme (el agua de los
lagos y los océanos contiene hidrógeno pesado suficiente para millones de
años, al ritmo actual de consumo de energía). Además el medio ambiente no
sufre ninguna agresión: no hay contaminación atmosférica que provoque la
"lluvia ácida" o el "efecto invernadero". La radiactividad de la estructura del
reactor, producida por los neutrones emitidos en las reacciones de fusión,
puede ser minimizada escogiendo cuidadosamente los materiales, de baja
activación. Por tanto, no es preciso almacenar los elementos del reactor durante
centenares y millares de años.
ESTADO ACTUAL
Actualmente se ha producido energía de fusión nuclear en dos máquinas
distintas, el JET (Joint European Torus) de la Unión Europea en Oxfordshire, y
el TFTR (Toroidal Fusion Thermonuclear Reactor) en Princeton. Los dos son
dispositivos de fusión por confinamiento magnético.
Se ha conseguido sólo en estas máquinas porque son las únicas que han
inyectado tritio a un plasma de deuterio. El resto de máquinas funciona con
plasmas de sólo deuterio o sólo hidrógeno para investigar el comportamiento
del plasma a altas temperaturas, pero sin producir fusiones.
Se ha demostrado la viabilidad científica de la producción de energía mediante
fusión nuclear. El siguiente paso es construir un reactor que demuestre la
viabilidad tecnológica para producir energía eléctrica a partir de la de fusión.
Este reactor será ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor),
actualmente en fase de diseño. Para el diseño y construcción de este gran
reactor se han asociado las diferentes comunidades de fusión (Rusia, Unión
Europea, Japón y USA) ya que el esfuerzo tecnológico y económico no puede
ser afrontado por un solo país.
ITR
El ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor, en español Reactor
Termonuclear Experimental Internacional) es un proyecto de gran complejidad
ideado, en 1986, para demostrar la factibilidad científica y tecnológica de la
fusión nuclear. El ITER se está construyendo en Cadarache (Francia) y costará
10.300 millones de euros, convirtiéndolo en el tercer proyecto más caro de la
historia, después de la Estación Espacial Internacional y del Proyecto
Manhattan.
Su objetivo es probar todos los elementos necesarios para la construcción y
funcionamiento de un reactor de fusión nuclear que serviría de demostración
comercial, además de reunir los recursos tecnológicos y científicos de los
programas de investigación desarrollados en ese entonces por la Unión
Soviética, los Estados Unidos, Europa (a través de EURATOM) y Japón. El
ITER cuenta con el auspicio de la IAEA, así como una forma de compartir los
gastos del proyecto.
FISIÓN Y FÚSION
NUCLEAR
BIBLIOGRAFÍA
• http://es.wikipedia.org/wiki/ITER
• http://energianuclear.net/es/como_funciona/fusion_nuclea
r.html
• http://wwwsen.upc.es/fusion/fusexpo/fusio.htm
• http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Fusi%C3
%B3n_del_hidr%C3%B3geno_pesado_y_del
_tritio.JPG
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