La Fusión Nuclear.

1- ¿Qué es la energía nuclear?

Es una reacción en la que dos núcleos de átomos muy ligeros se unen para formar un núcleo estable más pesado, con una masa ligeramente inferior a la suma de las masas de los núcleos iniciales.

La unión de los átomos se logra únicamente con elementos muy ligeros, como los del hidrógeno. Sus isótopos, el deuterio (²H) y el tritio (³H), son idóneos para llevar a cabo la fusión por la ligereza que presentan y su abundancia en la tierra.

-          El deuterio: es un material no radiactivo y se encuentra de forma natural en la tierra.

-          El tritio: es radiactivo y no se halla de forma natural en la tierra, pero es fácilmente producible a través del litio, muy abundante en el agua.

Una vez fusionados estos dos elementos, se obtiene un átomo más pesado, como es el helio y, al mismo tiempo, un neutrón es desprendido en forma de calor.

Para que la reacción de fusión sea posible, hace falta vencer las fuerzas de repulsión electrostáticas entre los dos núcleos igualmente cargados. Como las cargas positivas de los elementos se repelen, es necesario aplicar una gran cantidad de energía para conseguir que se inicie la reacción.

2- ¿Cuándo comenzó a desarrollarse?

Se cree que la primera vez que se produjo una fusión nuclear fue en los orígenes del universo, cuando los primeros átomos de hidrogeno se unieron para producir átomos de helio, y estos a su vez en átomos de litio, carbono, oxigeno etc.

Sin embargo, no fue hasta 1932 cuando Mark Oliphant observó por primera vez la fusión de dos núcleos ligeros; 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 Manhatan, pero no tuvo éxito hasta 1952.

La investigación sobre la fusión controlada con fines civiles se inició en la década de 1950, y continúa hasta hoy en día.

3- Tecnología existente relacionada con la fusión.

Actualmente, las investigaciones están depositadas, en su mayoría, en las centrales de fusión. En ellas, los reactores de fusión provocan la reacción entre el deuterio y el tritio con el fin de obtener energía térmica, para después transformarla en energía eléctrica.

Este proceso no podrá llevarse a cabo si no se calienta el gas ionizado hasta el último estado de la materia, el plasma. Podemos diferenciar dos tipos de reactores de fusión nuclear:

- Centrales de fusión por confinamiento magnético:

En ellas, el combustible deuterio-tritio es calentado hasta temperaturas de millones de grados, de manera que los choques entre núcleos sean por agitación térmica para así obtener el plasma.

- Centrales de fusión por confinamiento inercial:

Se lleva a cabo en un acelerador de partículas en el que se hacen chocar entre si los núcleos de los átomos. Su principal inconveniente es la inversión de energía necesaria para la aceleración de las partículas. La solución pasa por emplear haces de láseres de gran potencia que favorecen el calentamiento.

Existe un tercer tipo de fusión denominado fusión en frío o fusión fría del que todavía se conoce muy poco. Consiste básicamente en llevar a cabo el proceso de fusión a temperatura ambiente.

4- Ventajas.

Con respecto a los combustibles primarios, el deuterio y el tritio, se puede destacar que son baratos, muy abundantes en la tierra y repartidos geográficamente de una forma uniforme. También hace falta mencionar que no son radiactivos.

En referencia a la tecnología, cabe destacar que no presenta riesgos ni para la salud ni para el medio ambiente, ya que no emite gases contaminantes o radiación.

5- Inconvenientes.

El principal problema de la fusión nuclear consiste básicamente en que, con la tecnología actual, es necesario aplicar más energía de la que se puede obtener, por lo que la convierte en una fuente no viable.

Por otra parte, se presentan una serie de problemas sociales, ya que, las infraestructuras que requiere la fusión nuclear suponen un coste que muchos países no se pueden permitir

6- Utilidades.

El uso más común de la fusión nuclear lo encontramos en las estrellas, pues estas están continuamente transformando hidrogeno en helio y en otros materiales más pesados (dependiendo de la estrella), y emitiendo radiación al espacio.

Sin embargo, actualmente no tenemos la capacidad de aprovechar la enorme cantidad de energía que se produce en estas reacciones para producir energía eléctrica. Se estima que en unos 20 años habremos hallado la solución a este problema.

  

-A continuación, presentamos unos videos pertenecientes al programa REDES de RTVE con el fin de ampliar esta información.