Fusion Nuclear

FUSION NUCLEAR
Emmanuel Axel Prieto Hernández
¿Qué es la fusión nuclear y en donde tiene lugar?
Cuando se fusionan dos núcleos de átomos ligeros para formar uno más pesado se libera energía debido a que la masa del núcleo formado es menor a la suma de los dos que le dieron origen (defecto de masas) y es por este tipo de reacciones que el sol (o cualquier estrella) produce energía y tienebrillo, al proceso anterior se le denomina fusión nuclear o reacción termonuclear.
Ventajas
Frente a la crisis energética actual la fusión nuclear se perfila como una alternativa muy prometedora al uso de combustibles fósiles debido a sus ventajas frente a estos y otros tipos de energía, entre sus posibles ventajas se cuentan que su producción no generaría desechos que pudieran favorecer al cambioclimático o al efecto invernadero, otra ventaja es que el combustible usado es prácticamente ilimitado y bien seleccionado no radiactivo, su producción seria más barata y eficiente que la fisión nuclear y si una máquina de fusión dejara de funcionar, se apagaría totalmente ya que solo tendría suficiente material para funcionar por 10 segundos. Una posible desventaja seria la contaminación térmicaque pudiera generar.
Las limitantes o dificultades
Aún con las ventajas que presenta la fusión nuclear, en la actualidad no podemos hacer uso de este tipo de energía debido principalmente a dos problemas: el primero es que para lograr que dos núcleos se fusionen se requieren temperaturas extremadamente altas para lograr vencer las fuerzas de repulsión electromagnética que existen entre losnúcleos (porque poseen cargas positivas); el otro problema es que no existe ningún material que pueda aislar y contener la materia calentada a aproximadamente 11 millones de grados Celsius, ya que a esas temperaturas las moléculas no pueden existir, además los átomos quedarían despojados de sus electrones, con lo cual la materia se convertiría en plasma que es una mezcla gaseosa de iones positivos yelectrones.
Posibles soluciones a las dificultades
Para resolver estos problemas existen dos soluciones que han sido las más prometedoras e investigadas, una es el uso de campos magnéticos para confinar el plasma dentro de un aparato denominado Tokamak (confinamiento magnético), esto se puede debido a que a las temperaturas requeridas la materia pasaría al estado plasma que se compone departículas cargadas; la otra alternativa que se ha estado investigando es el uso de potentes láseres que transferirían energía a una pequeña pastilla de combustible, provocando su implosión y como consecuencia la fusión nuclear (confinamiento inercial).
¿Cuánta energía se produce y cuanta se necesita?
La temperatura más baja que se conoce para lograr la fusión de dos núcleos es la que se requiere parafusionar un núcleo de deuterio (un protón y un neutrón) con uno de tritio (un protón mas dos neutrones), y aun así se requeriría de una energía del orden de los 11 millones de grados Celsius. La fusión de estos dos núcleos daría como producto una molécula de helio más un neutrón y la liberación de 6.3x10^-13J por átomo fusionado, que aunque puede parecer un cantidad pequeña, al considerar que elnumero de átomos por gramo de materia es enorme, entonces tenemos una producción de energía realmente considerable.
La estabilidad nuclear aumenta con el numero de masa, por lo que lograr la fusión de un núcleo como el de helio requeriría de una mayor cantidad de energía, y por lo tanto presentaría mayores dificultades respecto al uso de los isotopos del hidrogeno. Las reacciones de fusión nuclearliberan energía solo hasta la fusión de moléculas de fierro, después de esta las reacciones de fusión absorben energía, lo contrario sucede con la fisión nuclear.
Disponibilidad de los combustibles
Por la disponibilidad y distribución que presentan el tritio y el deuterio en la superficie terrestre se dice que son un recurso inagotable, en cuanto al deuterio, este se encuentra en el agua...