martes, marzo 16, 2010
Ya vimos la capacidad que tienen la fisión nuclear para producir energía pero... ¿Y la fusión nuclear?
Es una reacción opuesta a la fisión, pues en esta se unen dos núcleos de elementos ligeros para formar uno más pesado. Y ¿cómo se produce la energía?
Cuando unimos dos átomos para formar un elemento más pesado, habrá una diferencia en la masa. Esta diferencia se transformará en energía. La energía de la masa está dada por la ecuación de Einstein E = mc2,
No todas las reacciones de fusión producen la misma energía, depende siempre de los núcleos que se unen y de lo productos de la reacción. La reacción más fácil de conseguir el la del deuterio (un protón más un neutrón) y tritio (un protón y dos neutrones) para formar helio (dos neutrones y dos protones) y un neutrón, liberando una energía de 17,6 MeV.
Ya que el deuterio existe de forma natural en la Tierra, y el tritio se puede formar apartir del deuterio, la obtención de energía por fusión nuclear parece muy viable.
Entonces, ¿cuál es el problema?
La única fuente natural que produce reacciones de fusión nuclear son las estrellas. en ellas, la enorme presión y la elevada temperatura facilita la unión de dos núcleos (recuerden que los núcleos tienen cargas positivas, y que las cargas iguales se repelen con una fuerza que aumentra entre más se acerquen).
Lograr la unión de dos núcleos en un laboratorio no es una tarea sencilla, y actualmente se han diseñado varios métodos para lograrla. Uno de ellos es la fusión por confinamiento inercial, donde se apuntan varios láseres hacia una esfera de combustible, comprimiéndola y resultabdo en una presión elevada. Por efecto túnel, los núcleos que ahora están muy cercanos entre ellos, se fusionan, liberando energía.
Otro método es la fusión por confinamiento magnético. En este, la esfera de combustible es calentada hasta millones de grados Celsius, logrando choques por agitación térmica. la esfera es controlada por campos electromagnéticos.
Con anterioridad se lograron la primeras reacciones de fusión en las bombas H, pero en este 2010 se planea realizar la primera producción de energía por fusión nuclear. El experimento será llevado a cabo por la NIF, la Instalación Nacional de Ignición, que de funcionar, no solo nos proveerá de energía, sino de energía limpia.
Les presentamos las imágenes del tamaño que tendrá la esfera de combustble de hidrógeno, y el cilindro de oro en el que estará contenida. Los rayos láser comprimiran el hidrógeno a una presión de más de cien mil millones de atmósferas en una fracción de segundo.
Este es tal vez uno de los experimentos más prometedores del siglo, pues de lograrse la fusión nuclear, esta podría proveer de energía para millones de años, sin producir sustancias radiactivas prácticamente imposibles de deshechar como en el caso de la fisión nuclear.
¡Esperamos sus comentarios al respecto!
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La energía de fusión aunq prometedora, aún está lejos de ser una fuente de energía para uso humano. Aún debemos entender muchos procesos involucrados que hacen difícil ingeniar una configuración estable y que pueda ser autosostenible. La física de plasmas de fusión (confinamiento magnético), en comparación con otras áreas de la física, tiene muy poca gente que se dedique a hacer investigación básica y aplicada, por eso el reto mas grande de nuestros tiempos es promover la formación de recursos humanos en esta área, esto si queremos que el sueño de las fuentes de energía "limpia" se vuelva realidad. El NIF es un excelente proyecto, sin embargo no es la forma más viable para lograr una fuente de energía de fusión, yo apostaría más al proyecto ITER. Un saludo a todos en el blog!
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