Cristina Martín Zamora 1ºI La fusión nuclear Cristina Martín Zamora 1ºI

¿Qué es? Forma parte de la reacción nuclear, que es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares, se divide en dos reacciones: la fisión nuclear y fusión nuclear. La fusión nuclear es una reacción nuclear en la que dos núcleos de átomos ligeros, normalmente de hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio), se unen para formar otro núcleo más pesado, liberando una gran cantidad de energía.

La fusión nuclear Uno de los ejemplos más cotidianos es el Sol, que produce energía solar constantemente provocada por la fusión de núcleos de hidrógeno, que produce helio y libera una gran cantidad de energía que llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética.

Pasos de la fusión nuclear Temperatura muy elevada. Para poder separar los electrones del núcleo y así éste venza las fuerzas de repulsión electrostáticas. Cuando la masa gaseosa de electrones libres y átomos ionizados se unen forman el Plasma. Densidad del plasma: suficiente para que los núcleos estén cerca unos de otros y pueda haber reacciones de fusión. Confinamiento. Necesario para tener el plasma a elevada temperatura durante un tiempo. Los métodos convencionales no son factibles por causa de la temperatura. Por eso hay dos métodos de confinamiento: Confinamiento inercial: se produce un medio tan denso que las partículas no pueden escapar sin chocar entre ellas. Confinamiento magnético: las partículas eléctricamente cargadas del plasma se atrapan en un pequeño espacio por la acción de un campo magnético . El dispositivo más desarrollado se denomina TOKAMAK.

Avances en la investigación El origen de la fusión nuclear se produjo en 1929 por Atkinson y Houtemans que plantearon la opción de obtener de energía a partir de reacciones de fusión. En 1942 de desarrolaron los conceptos más importantes de la fusión nuclear y su verdadera aplicación. Con el proyecto de un hombre llamado Sherwood se llevaron a cabo los primeros avances en la tecnología, que pudo realizar el confinamiento magnético. En 1961, J. Nuckolls (EEUU) y N. Basov (URSS) desarrollaron la técnica de obtención de reacciones de fusión mediante altas compresiones producidas por el cese en la energía. Se produjeron programas secretos y abiertos en distintos países. En 1965, Artsimovich presentó resultados de investigaciones en la Conferencia de Plasma y Fusión Controlada, sobre el concepto TOKAMAK (el campo magnético necesario para confinar el plasma es el resultado de la combinación de un campo toroidal, poloidal y vertical) En 1968, N. Basov informó sobre como se conseguía la temperatura de ignición y la producción de neutrones en las reacciones de fusión nuclear usando láseres.

Avances en la investigación En la década de los 70 comenzó se produjo la primera serie de publicaciones sobre FCI (Fusión nuclear por Confinamiento Inercial). En la década de los 90, las instalaciones de tipo TOKAMAK permitieron obtener cierta potencia. En 1983 se pone en marcha la primera máquina de fusión nuclear, el Tokamak TJ-I. Además, la investigación experimental FCM (Fusión nuclear por Confinamiento Magnético) se concentraba en el CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas). En 1994 se puso en marcha el primer dispositivo de fusión nuclear construido totalmente en España.

Ventajas: Los reactores son muy seguros, porque si se corta el suministro del combustible la reacción se detiene. Independiente de sistemas externos de seguridad. Es una energía que no contamina ya que no produce gases perjudiciales. Es una fuente inagotable de energía ya que sus componentes existen en abundancia o se crean a partir de ellos (Deuterio y Tritio).

Inconvenientes : El mayor problema es el alcance de “ignición”( porceso en el que el calor producido por el plasma de la cámara mantiene la reacción, sin necesidad de energía adicional). Produce, aunque en poca cantidad, residuos nucleares de baja actividad. Es una tecnología que no se conoce por completo su uso de generar electricidad. Tiene varios problemas que afectan las etapas operativas del reactor.

Influencia de la fusión nuclear Para la física, la fusión nuclear es el proceso en el que 2 núcleos atómicos se unen para formar uno mayor. El núcleo que se forma es menor que de los que proviene. La diferencia de masa es liberada en energía. Esta depende de depende de los núcleos que se unen. La fórmula de la energía liberada es: E=mc². m es la diferencia de masa del sistema entre antes y después de la fusión. Los núcleos atómicos normalmente se repelen por ser positivos. Esto hace que la fusión sea a temperaturas y presiones muy altas para compensar la repulsión. La alta temperatura produce movimiento en los núcleos hasta poder fusionarse. Estas temperaturas llegan a alcanzar hasta millones de grados. Esto mismo pasa con la presión. Los requisitos mínimos para producir fusión se conocen como Criterios de Lawson (fórmula que determina las condiciones necesarias para realizar la producción de energía fusión de elementos ligeros -deuterio y tritio-), por debajo de las cuales no se lleva a cabo la reacción. Son criterios de densidad iónico y tiempo mínimo de confinamiento necesario.

Influencia de la fusión nuclar La fusión nuclear es el proceso que tiene lugar en las estrellas y es lo que hace que brillen, pero también es uno de los procesos para la construcción de la bomba de hidrógeno. Para que se produzca la fusión se deben producir los Criterios de Lawson(fórmula que indica las condiciones necesarias para la producción de fusión de elementos ligeros). La reacción más sencilla es formada por núcleos de deuterio y tritio, por calor o presión, hasta llegar al estado de plasma, en el que los átomos se rompen. La fusión nuclear es el proceso que hay en las estrellas y que hacen que brille. Es también un proceso para la formación de la bomba de hidrógeno.

Bibliografía http://energia-nuclear.net/ http://exterior.pntic.mec.es/pvec0002/e_nuclear.html http://www.miliarium.com/Bibliografia/Monografias/ Energia/EnergiaNuclear/Energia_Fusion.asp