La energía de fusión nuclear

La fusión nuclear es la energía que se libera por la unión entre los átomos, más concretamente dos isótopos del hidrógeno: el tritio y el deuterio ya que los atomos de este material son los más ligeros. Mientras que la fisión nuclear ya forma parte de nuestra tecnología, la fusión plantea varios inconvenientes, que hacen que continúe en fase de estudio e investigación.
Para que la reacción de fusión sea posible hay que vencer la repulsión electrostática entre dos núcleos igualmente cargados; esto es, al existir núcleos atómicos con igual carga, y en virtud del principio de que cargas iguales se repelen, hay que aplicar una gran energía para conseguir la unión de las mismas. Esto se logra gracias al calor, aplicando temperaturas de millones de grados. El problema viene por la dificultad de encontrar un reactor que aguante esa temperatura, comparable al que se genera en una explosión de fisión. Debido a este calor se crea un nuevo estado de la materia, el plasma, en el que se da un absoluto desorden de iones y electrones que pueden fundirse unos con otros dando lugar a la reacción de fusión. Esta reacción genera una descomunal energía, para hacernos una idea, cada gramo de Hidrogeno produciría del orden de 173.000 Kilovatios/hora.

Seguir Leyendo...

Y qué ocurre a nivel atómico para que se lleve a cabo la fusión pues el doctor Henry Kendall, profesor del Instituto Tecnológico de Massachussetts (MIT), puso un ejemplo muy gráfico:
"Supongamos que una pequeña concavidad hemisférica -a modo de cuenco- hecho en una tabla horizontal es un núcleo, y que una bola de acero de un tamaño muchísimo menor es una partícula. Si empujamos la bola por la tabla hacia el cuenco caerá rodando por uno de sus lados y subirá por el opuesto, saliéndose del mismo. Por otra parte, si se suelta la bola dentro del cuenco en uno de sus lados a medio camino del fondo, subirá hasta igual altura por el otro lado, volverá al punto de partida, y si no existen influencias externas, seguirá oscilando eternamente.
Pues bien, el problema de la fusión consiste en introducir la bola de acero en el cuenco y lograr que permanezca en su interior en lugar de salirse. Esto sólo lo podrá hacer cediendo energía de algún modo. En la fusión se llama energía de enlace a la cantidad de energía que debe ceder la partícula externa para quedar atrapada en el cuenco. Un buen ejemplo de esta pérdida de energía es la producida por la fusión del deuterio y el tritio, dos isótopos del hidrógeno.
El núcleo del tritio contiene un protón y dos neutrones, y el del deuterio un protón y un neutrón, dando un total de 5 partículas. En la fusión de esos isótopos, cuatro de las partículas -2 neutrones y 2 protones- se unen con gran fuerza, siendo capaces de expulsar violentamente al neutrón restante, desprendiéndose así de la cantidad de energía necesaria. Esta es la energía que libera una reacción de fusión. Cuando las anteriores 4 partículas han hecho esto pueden rodar por su cuenco sin que nada les moleste, pero para lograr esto hay que comprimir fuertemente los núcleos. Sólo en ese momento la fuerte interacción puede extender sus cortos pero potentes brazos en ese abrazo que desencadena la energía explosiva de una bomba de hidrógeno".

Y Cuales son las formas de conseguir la fusión nuclear:
Hay formas de conseguir la energía nuclear de fusión que se están experimentando actualmente, el confinamiento magnético y el confinamiento inercial.
- Confinamiento magnético.- Se consigue crear y mantener la reacción gracias a grandes cargas magnéticas que hacen las veces de muros de contención de las cargas nucleares. La explicación es la siguiente:
Puesto que el plasma esta formado por partículas cargadas, éstas deben moverse describiendo hélices a lo largo de las líneas magnéticas. Disponiendo estas líneas de manera que se cierren sobre sí mismas y estén contenidas en una región limitada del espacio, las partículas estarán confinadas a densidades más modestas durante tiempos lo suficientemente largos como para conseguir muchas reacciones de fusión.



- Confinamiento inercial.- El calentamiento se consigue con láseres de gran potencia y el confinamiento del plasma con la propia inercia de la materia. Este plasma se contiene por muy poco tiempo (microsegundos), pero a densidades muy altas (produciéndose muchas reacciones).
La investigación actual se está inclinando más por el confinamiento magnético, habiéndose descubierto recientemente un nuevo método para mantener la reacción, cambiando el campo magnético de la forma cilíndrica a otra aproximadamente en forma de cuerno de toro.

vía arrakis

0 comentarios :

Publicar un comentario en la entrada

Related Posts with Thumbnails