Fusión nuclear

Fusión Nuclear
En física nuclear y química nuclear, la fusión nuclear es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen para formar un núcleo más pesado. Se acompaña de la liberación o absorción deenergía, que permite a la materia entrar en un estado plasmático.
La fusión de dos núcleos de menor masa que el hierro (que, junto con el níquel, tiene la mayor energía deenlace por nucleón) libera energía en general, mientras que la fusión de núcleos más pesados que el hierro absorbe energía; y viceversa para el proceso inverso, fisión nuclear. En el caso más simple de fusión del hidrógeno, dos protones deben acercarse lo suficiente para que la interacción nuclear fuerte pueda superar su repulsión eléctrica mutua y obtener la posterior liberación de energía.
Lafusión nuclear se produce de forma natural en las estrellas. La fusión artificial también se ha logrado en varias empresas humanas, aunque todavía no ha sido totalmente controlada. Sobre la base de los experimentos de transmutación nuclear de Ernest Rutherford conducidos unos pocos años antes, la fusión de núcleos ligeros (isótopos de hidrógeno) fue observada por primera vez por Mark Oliphant en 1932;los pasos del ciclo principal de la fusión nuclear en las estrellas posteriormente fueron elaborados por Hans Bethe durante el resto de esa década. La investigación sobre la fusión para fines militares se inició en la década de 1940 como parte del Proyecto Manhattan, pero no tuvo éxito hasta 1952. La investigación sobre la fusión controlada con fines civiles se inició en la década de 1950, ycontinúa hasta este día
Descripción
Las reacciones de fusión dan energía a las estrellas y producen todos los elementos, excepto los más ligeros, en un proceso llamadonucleosíntesis. Aunque la fusión de los elementos más ligeros en las estrellas libera energía, la producción de los elementos más pesados absorbe energía.
Cuando la reacción de fusión es una cadena sostenida y fuera de control, puederesultar en una explosión termonuclear, como la generada por una bomba de hidrógeno. Las reacciones que no son autosuficientes aún pueden liberar una energía considerable, así como un gran número de neutrones.
Las investigaciones sobre la fusión controlada llevan más de 50 años persiguiendo el objetivo de obtener energía de fusión para la producción de electricidad. Este proceso ha estado repletode extremas dificultades científicas y tecnológicas, pero esto se ha traducido en progreso. En la actualidad, las reacciones equilibradas y controladas (autosuficientes) de fusión, no han podido ser demostradas en los pocos reactores de tipo tokamak que hay en el mundo.1 Está previsto que en torno al año 2018 entren en funcionamiento diseños viables para un reactor que, teóricamente, generará diezveces más energía de la requerida para calentar el plasma a la temperatura necesaria.

Se necesita mucha energía para forzar a los núcleos a fusionarse, incluso los del elemento más ligero, el hidrógeno. Esto se debe a que todos los núcleos tienen una carga positiva (debido a sus protones), y como las cargas iguales se repelen, los núcleos se resisten con fuerza a que se los ponga demasiadojuntos. Acelerados a altas velocidades (esto es, calentados a temperaturas termonucleares), pueden superar esta repulsión electromagnética y acercarse lo suficiente para que la interacción nuclear fuerte sea lo suficientemente fuerte como para lograr la fusión. La fusión de núcleos más ligeros, que crea un núcleo más pesado y un neutrón libre, en general libera más energía de la que se necesita paraforzar a los núcleos a acercarse; se trata de una reacción exotérmica que puede producir reacciones autosuficientes.
La energía liberada en la mayoría de las reacciones nucleares es mucho mayor que en las reacciones químicas, porque la energía de enlaceque mantiene unido un núcleo es mucho mayor que la energía que mantiene unido al núcleo con un electrón. Por ejemplo, la energía de ionización...