FUSIÓN NUCLEAR

1. FUSIÓN NUCLEAR

2. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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 (ToroidalFusion 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.

7. 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.

8. FISIÓN Y FÚSION NUCLEAR

9. BIBLIOGRAFÍA • http://es.wikipedia.org/wiki/ITER • http://energia-nuclear.net/es/como_funciona/fusion_nuclear.html • http://www-sen.upc.es/fusion/fusexpo/fusio.htm • http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Fusi%C3%B3n_del_hidr%C3%B3geno_pesado_y_del_tritio.JPG