Nacho González Ángel Morcillo

Presentación del tema: "Nacho González Ángel Morcillo"— Transcripción de la presentación:

1 Nacho González Ángel Morcillo
Fusión y Fisión. Nacho González Ángel Morcillo

2 ¿QUÉ ES? Proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado . Puede absorberse o liberarse gran cantidad de energía , que permite a la materia estar en estado plasmático(estado líquido similar al gaseoso donde gran proporción de las partículas están cargadas eléctricamente , este estado es un buen conductor eléctrico) Fusión de núcleos menos pesados que el Hierro libera energía , en caso contrario absorbe energía , en la fisión ocurre el proceso opuesto. La fusión nuclear se da en las estrellas como el Sol , en su interior temperaturas cercanas a los 15 millones de grados Celsius (reacciones termonucleares) , varias empresas han conseguido desarrollar este proceso pero todavía no está completamente controlado.

3 Procesos de producción
La reacción de fusión más estudiada y simple es la que genera Helio a patir de una reacción entre el deuterio y el tritio , produciendo una reacción exotérmica(que desprende energía en forma de calor) con una energía de 14,1 MeV .

4 Otras formas de lograr la fusión nuclear son mediante confinamiento
Confinamiento Gravitatorio : descartado al principio debido a exigencias de masa mínima (estrellas) Nucleosíntesis estelar: conjunto de reacciones nucleares que se dan en las estrellas durante el proceso estelar anterior a la explosión supernova por colapso gravitatorio . Confinamiento magnético : usando un plasma de partículas cargadas. Destaca de forma importante el dispositivo tokamak , tiene estructura tiroidal en el que se consigue crear un plasma de equilibrio , las líneas de campo magnético tienen que dibujarse de forma helicoidal . (COILS – BOBINAS)

5 El confinamiento se produce en una cámara de vacío a una presión de 10 elevado a (-10) atmósferas sobre la que se situan las bobinas con arrollamiento tiroidal para generar un campo magnético de varios teslas (El tesla ,símbolo T, es la unidad de inducción magnética o densidad de flujo magnético del Sistema Internacional de Unidades SI) que genere el confinamiento. La superficie interior de la cámara va recubierta de “manto fértil” , formado por Litio y cuya función es generar tritio y recoger los neutrones y el calor generado .

6 Puede realizarse con otros dispositivos como los RFPs (pero la reacción es más inestable) y dispositivos como los Stellarator que el problema con este es conseguir partículas más calientes y que no escapen . Confinamiento Inercial : Aplicando un pulso rápido de energía a una parte del combustible de fusión se puede conseguir que , de forma simultánea, implosione y genere calor a muy alta presión y temperatura .Si el combustible es lo suficientemente denso se puede conseguir la fusión. En este caso , dos láseres de fibra ópica dopados con Iterbio producen un flash con energía de orden nanojulios , el cual se divide en 48 haces que se hacen pasar por 48 preamplificadores de neodimio-vidrio que elevan la energía hasta 6 Julios .

7 Proyecto ITER ITER (“camino” en Latín) es el paso necesario en el desarrollo de la fusión como fuente de energía. • Su objetivo: demostrar la viabilidad científica y tecnológica de la fusión. • Es el mayor proyecto de investigación en fusión realizado hasta la fecha y uno de los desafíos tecnológicos más importantes del mundo.

8 Participación española
Componentes de IFMIF (fase de diseño y prototipos). - Acelerador: 25% del DTL (acelerador lineal de tubo de deriva), con Francia. 25% de la seccion de acoplo, con Francia. 75% del sistema de radiofrecuencia, con Francia. 100% de la linea de transporte de alta energía. 25% tareas de diseño, seguridad e integración.

9 - Celda de test: 25% con Alemania: diagnósticos, ingeniería de integración. Total inversión comprometida: 43 M€ en 6 años, estimado: 85% en contratos con la industria española, que obtendrá posiciones privilegiadas de cara a la construcción de IFMIF (1500 M€).

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11 Cadarache (Francia) Tokamak

12 Ventajas Los combustibles básicos son el deuterio y litio, abundantes y se pueden encontrar prácticamente en cualquier lugar de la Tierra. Los residuos resultantes son el Helio , no radiactivo. No es necesario el funcionamiento diario de una central eléctrica de fusión. En las centrales se considera imposible accidentes de reacción fuera de control o fusión de los elementos combustibles en el reactor . Residuos no serán carga pesada para futuras generaciones y no se emiten gases de efecto invernadero. Gran producción de energía.

13 Inconvenientes El uso de esta energía para fines militares .
Generación por menores que sean , de residuos nucleares . Dificultad hasta ahora encontrada para desarrollar este proceso , aún no en funcionamiento .

14 Fisión Ruptura de un núcleo pesado en otros más pequeños, además de algunos subproductos. En este proceso se libera gran cantidad de energía.

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16 Componentes de un reactor nuclear.
Barras de control: proporcionan un medio rápido para el control de la reacción nuclear, permiten efectuar cambios rápidos de potencia del reactor y su parada en caso de emergencia.

17 Moderador: Los neutrones producidos en la fisión tienen una elevada energía en forma de velocidad. Conviene disminuir su velocidad de modo que aumente la probabilidad de que fisionen otros átomos y no se detenga la reacción en cadena. Esto se consigue mediante choques elásticos de los neutrones con los núcleos del moderador. Entre los moderadores más utilizados están el agua ligera, el agua pesada y el grafito.

18 Refrigerante: debe ser anticorrosivo, tener una gran capacidad calorífica y no debe absorber neutrones. Los refrigerantes más usuales son gases. Reflector: al producirse la reacción en cadena algunos neutrones se escapan de donde esta se produce, gracias al reflector dichos neutrones vuelven a la reacción. Blindaje: Evita que la radiación del reactor salga de él protegiendo así a los trabajadores. Los materiales más usados son hormigón, agua y plomo.

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21 Algunos tipos de reactores.
Reactor de agua a presión (PWR):

22 Reactor de agua en ebullición (BWR):

23 Ventajas Creación de muchos puestos de trabajos.
Gran producción de energía. Gran abastecimiento de energía. Poca contaminación atmosférica. Grandes beneficios económicos.

24 Inconvenientes Residuos radiactivos, muy contaminantes.
Uso para fines militares: Bomba atómica. Polémica social. Un accidente provoca un gran desastre cuyas consecuencias perduran años y años.

25 Diferencias y similitudes entre fisión y fusión
En los procesos actuales, produce residuos radiactivos. Más energía por átomo fisionado pero menos por masa. Baja energía de activación. Se ha unido a la industria energética. -No produce residuos radiactivos . -Menos energías por par de átomos fusionados pero más por su masa. -Alta energía de activación. -Aún no se produce energía de forma rentable. Similitudes -Son reacciones nucleares. -Producen mucha más energía que los combustibles fósiles. -No emiten gases Dióxido de Carbono. -Investigadas a partir del siglo XX. -Se han investigado con fines militares.

26 http://www. csn. es/index. php

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29 Videos interesantes. http://www.youtube.com/watch?v=F7hzoxgndzg
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