Las estrellas y el sol pueden experimentar regularmente reacción de fusión nuclear y de ella nosotros obtenemos luz y calor. Esto se debe a los choques que se producen entre los núcleos de hidrógeno y la fusión que se genera. Sin embargo, si piensas que solo este resultado se obtiene mediante la fusión, estás equivocado.
Te invitamos a conocer lo asombroso que resultan ser las fusiones nucleares y lo importante que son en nuestro entorno. Además, te enseñaremos uno de los experimentos que actualmente se está llevando a cabo y resulta ser el mejor proyecto de fusión nuclear.
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¿Qué es una fusión nuclear?
Se denomina fusión nuclear a una reacción dada por dos núcleos compuestos de átomos totalmente ligeros. Donde el hidrógeno, junto a algunas partículas y los isótopos tritio y deuterio logran unirse creando un núcleo pesado. La reacción se encarga de liberar o absorber mucha energía formando rayos gamma.
Estos rayos se producen por radiaciones electromagnéticas y son capaces de penetrar en la materia. Las reacciones también dependerán de la cantidad de masas que contengan los núcleos, si es menor o mayor que el hierro. Esa cantidad de energía da la oportunidad a qué la materia pueda entrar en un estado de plasma.
Función de la fusión nuclear
Para llevar a cabo una fusión nuclear es necesario tener temperaturas muy elevadas para que se puedan separar los electrones. Así, se aproximará a otro núcleo para vencer la fuerza de repulsión electrostática. También, es importante utilizar confinamientos que ayuden a mantener los plasmas en temperaturas muy elevadas por un tiempo reducido.
De esa manera, el plasma producirá reacciones suficientes y será mucho más denso para darle lugar a la reacción de la fusión. Por ello, es necesario que los núcleos cuenten con distancias cortas, para que las fuerzas de atracciones nucleares superen las de repulsiones electrostáticas.
Características de una fusión nuclear
Las características principales de las fusiones nucleares son las siguientes:
- Absorción de energías.
- Liberación de energía al estar la masa por debajo del hierro.
- Producción de temperaturas altas.
- Recurso enérgico.
- Generación de reacciones mediante el deterioro, tritio e hidrógeno.
Historia de la fusión nuclear
Originalmente, la fusión nuclear tuvo sus comienzos en 1929 por Atkinsony Houtemans. Todo comenzó con un bosquejo en el cual proyectaron la posibilidad de adquirir energía partiendo de reacciones de fusiones nucleares. Después, en el año 1932 fue observada por Mark Oliphant. Aunque la fusión de las estrellas la elaboró Hans Bethe.
En 1940 iniciaron las investigaciones para utilizar las fusiones en usos militares; y para el año 1952 el «Proyecto Manhattan» pudo tener éxito. Era el primer confinamiento magnético. Luego, en 1961 la técnica para la obtención de reacciones de fusiones nucleares a través de compresiones de energía se desarrolló por J. Nuckolls y N. Basov.
El confinamiento, ¿por qué es importante en la fusión nuclear?
El confinamiento es utilizado en la fusión nuclear para obtener los siguientes beneficios:
- La anulación de inestabilidades causadas por algún error simétrico.
- La absorción de electrones manteniendo la intensidad del campo eléctrico.
- Obtener campos electromagnéticos intensos, y evitar fugas de iones de hidrógeno.
Actualmente, se han implementado dos métodos muy importantes de confinamientos:
1- Fusiones nucleares por confinamientos inerciales
Es un método tan denso que no permite que las partículas tengan posibilidades de escaparse sin antes ser chocadas entre ellas mismas. Se trata de una esfera pequeña que la componen los isótopos deuterio y tritio. Esta esfera es impactada con láser y provoca su implosión.
El objetivo es hacerla mucho más densa para que solo pueda estallar cuando esté bajo el efecto de las reacciones de fusiones nucleares.
2- Fusiones nucleares por confinamientos magnéticos
En este caso las partículas son cargadas al plasma para atraparlas en espacios reducidos que generan los campos electromagnéticos. Dentro de los dispositivos con mayor desarrollo en el confinamiento magnético se encuentra el Tokamak. Un reactor experimental capaz de emplear imanes toroidales para la superconducción de energía.
¿Qué combustible se utiliza para una fusión nuclear?
Para la realización de la fusión nuclear se utilizan 2 núcleos ligeros, ambos son isótopos pertenecientes al hidrógeno, son los siguientes:
- Deuterio
Es formado mediante protones y neutrones. Este tipo de isótopo tiene contenidos enérgicos muy elevados en el agua de mar. Tanto es el caso, que al obtener un litro de agua de mar se estaría adquiriendo en deuterio que es el equivalente a 250 litros de petróleo.
- Tritio
Este isótopo es formado por protones y neutrones, pero se desintegran a través de emociones betas. Es un componente escaso dentro de la naturaleza, aun así, se obtiene mediante reacciones de litio, un material que abunda más que todo en las cortezas terrestres y el mar.
Mejor proyecto de fusión nuclear
Existe un proyecto donde están participando varios países; Canadá, EE.UU, la Unión Europea, Rusia y Japón. Se trata de ITER. Uno de los proyectos con mayores avances en confinamientos magnéticos. Se espera que este prototipo alcance la ignición del concepto Tokamak. El objetivo de este programa es que se determine la viabilidad económica y técnica sobre la fusión.
Es interesante notar lo asombroso que resulta una fusión nuclear. Saber que a través de ella se han podido realizar diversos experimentos para obtener resultados positivos. Dentro de ellos se encuentra la energía, un medio muy necesario actualmente y que disfrutamos al máximo.
Referencias:
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Fusi%C3%B3n_nuclear
https://www.csn.es/fusion-nuclear
www.energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/fusion-nuclear
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