Centrales nucleares: La Fusión Nuclear como perspectiva de futuro

fusiónLa fusión nuclear es por muchos considerada la energía del futuro. ¿En qué consiste? ¿Por qué se la prefiere teóricamente con respecto a la fisión u otros medios de producción energética?

Se trata de una reacción nuclear, al igual que la fisión. Sin embargo, en este caso se unen núcleos en lugar de fracturarlos. En la fusión nuclear se trata con núcleos de átomos ligeros, fundamentalmente los isótopos deuterio (2H) y tritio (3H), del Hidrógeno. Al unirse estos átomos, forman uno de Helio, más pesado que ellos. Ésta es la reacción que tiene lugar en el Sol, por ejemplo, al igual que en cualquier otra estrella.

Para que lleguen a fusionarse, se comunica a los núcleos una energía cinética suficientemente intensa para que puedan vencer las fuerzas repulsivas que ejercen entre sí por tener igual carga (barrera de Coulomb). De  esta manera, tomarían parte las fuerzas nucleares, y se produciría la fusión en un átomo más pesado. En la unión del deuterio con el tritio, que es la más fácil de conseguir, se desprenden 17,6 Megaelectronvoltio (MeV).  

Para poner en práctica este método, las energías cinéticas necesarias para que los núcleos pasen esta barrera se traducirían en unas temperaturas desorbitantes. La temperatura estimada para el núcleo del Sol, que es donde se producen este tipo de reacciones con Hidrógeno, oscila entre los 10 y 20 millones de grados Celsius. Y esto es porque la energía liberada en las reacciones nucleares es mucho mayor que la de las reacciones químicas convencionales debido a que las fuerzas que mantienen unido el núcleo (nucleares) son mucho mayores que las que mantienen la corteza en su lugar. 

fusion solar

Desde que el ser humano se preocupó por los fenómenos celestes, los científicos han querido averiguar por qué mecanismo se rige el Sol para producir tanta cantidad de energía. La explicación final vino gracias a Albert Einstein, con su expresión E=mc2, ya que explica cómo la masa puede convertirse en energía, y la energía en masa. Los 4 núcleos de Hidrógeno que se fusionan se convierten en sólo uno de Helio (siendo éste menos masivo), y la masa que se ha perdido en el proceso es la que se transforma en la energía solar que hace posible la vida en nuestro planeta.

¿Por qué se la considera la energía del futuro?

La razón fundamental es que no emite gases de efecto invernadero y, por tanto, no favorece al aumento del ya sufrido calentamiento global. En esto se asemeja a la tecnología de fisión nuclear, pero hay que tener en cuenta que además de ello, no produce residuos altamente radiactivos, sino que únicamente se obtendrían residuos de baja actividad al radiar un material directamente con neutrones rápidos.

Por otra parte, el combustible se considera prácticamente inagotable. Por un lado, la abundancia del deuterio en el Universo se considera similar a la del Hidrógeno, dondequiera que esté. Por otro, aunque la proporción del tritio en el agua marina es relativamente pequeña, se conocen actualmente métodos con que extraerlo sin ningún problema.

El tritio es de uno de los tantos isótopos radiactivos que normalmente ingerimos, ya que está presente en el agua de mar y en el aire. No obstante, la radiación ionizante que emite este isótopo, entre otros (y que es la que debería preocuparnos), no causa ningún efecto negativo en los seres vivos siempre y cuando esté en cantidades apropiadas y controladas.

reactor fusión

Al llevar a cabo la fusión en reactores termonucleares, la mezcla de núcleos y electrones se encontraría en un estado plasmático desordenado cuya temperatura ascendería a cantidades desorbitantes. Debido a ello, resulta imposible albergar el plasma en contacto directo con un material que lo contenga, por lo que hay que confinar a la materia mediante campos magnéticos en un recipiente toroidal.

En el proyecto ITER, instalado en Francia, se pretende llevar a cabo una investigación de la viabilidad de este método de producción energética en cantidades industriales. Además, en EE.UU. hay otro proyecto experimental, la instalación NIF (National Ignition Facility), cuyo primer experimento fue realizado en 2009. De todas formas, el uso de este tipo de fuente energética en grandes cantidades está aún bastante lejos, pero es necesario potenciar la investigación y el progreso en este campo.

Rubén Lijó

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10 Comentarios en “Centrales nucleares: La Fusión Nuclear como perspectiva de futuro”

  1. Avatar
    yo mismo enero 22, 2013 at 8:10 pm #

    "...no produce residuos altamente radiactivos, sino que únicamente se obtendrían residuos de baja actividad al radiar un material directamente con neutrones rápidos...."

    Pero si todavía no se sabe como conseguir el tritio y deuterio de manera industrial como se puede afirmar eso.
    ¿ y como se confina toda esa energía sin riesgo?

    No me creo nada. Energía inagotable, barata y segura. Eso no existe, ni existirá.
    Hay que ser realista y adoptar una política energética sostenible desde ya, y no esperar un solución mágica que nos sacará de esta espiral desorbitada de consumo energético.
    LaFusión nuclear es un camelo, no estoy en contra de que se experimente pero que nadie espere un milagro que nos salve pasado mañana, porque no va a pasar.

    • Avatar
      Rubén Lijó enero 22, 2013 at 11:15 pm #

      Muy buenas noches, y gracias por comentar antes que nada.

      De lo que dices deduzco que no has leído ninguna de las otras entradas que conforman esta serie de artículos sobre las centrales nucleares, así que te invitaría a echarles un ojo si te preocupan las soluciones actuales y aplicaciones sostenibles con viabilidad técnica aplicable.

      Este artículo es justamente el cierre de dicha serie, y como tal hacemos un repaso a esta tecnología que está en fase de investigación, pero no implica ni mucho menos que hablemos de pantomimas de energía inagotable, milagros, etc. olvidándonos del problema y situación real de la actualidad.

      También es cierto que es muy sencillo adoptar una posición catastrofista en ese sentido, en muchas ocasiones poco justificada. Esperemos que se siga tendiendo cada vez a soluciones más sostenibles a medida que progresa la investigación en mejora de rendimientos de fuentes renovables, y se logre plantear un buen mix energético con las distintas tecnologías de las que disponemos.

      ¡Un saludo!
      Y gracias de nuevo 😉

      • Avatar
        yo mismo enero 23, 2013 at 2:41 pm #

        No pretendo ser catastrofista, pero que nadie espere un milagro,

        "el combustible se considera prácticamente inagotable. Por un lado, la abundancia del deuterio en el Universo se considera similar a la del Hidrógeno"

        ¿ en el Universo puede , pero en la Tierra "onde" está?

        l"a proporción del tritio en el agua marina es relativamente pequeña, se conocen actualmente métodos con que extraerlo sin ningún problema.

        ¿cómo? pero si ya hay polémica al instalar un simple desaladora, con residuos "de baja actividad"

        • Avatar
          Jon enero 25, 2013 at 6:54 pm #

          Camelo: Si la ciencia aún no ha podido hacer que un aparato más pesado que el aire llegue a volar, que se transmita la voz por un cable o que se llegue a sacar una fotografía de un feto en el interior de su madre, ¿Cómo pretenden algunos locos fusionar átomos y obtener energía del proceso?... Paparruchas!!!

          • Avatar
            Rubén Lijó enero 25, 2013 at 11:33 pm #

            +1000 a tu comentario, Jon 😛

            ¡Un saludo!

  2. Avatar
    Félix Díaz enero 22, 2013 at 10:36 am #

    El problema que veo son esos neutrones que se producen. Al ser partículas sin carga no es fácil confinarlas y sin duda serán una fuente de contaminación de las paredes del reactor.
    Por eso creo más interesante usar helio-3 en vez de tritio, la reacción da helio-4 y un protón. El protón es el núcleo del hidrógeno y es más fácil de manipular.
    El problema está en que hay muy poco helio-3; de hecho, parece que sus mejores fuentes están en la Luna...

    • Avatar
      Rubén Lijó enero 22, 2013 at 11:11 pm #

      La verdad es que en esa parte ya más de física de partículas del proceso no estoy muy puesto, Félix. No sabría decirte si estoy de acuerdo o no con lo que comentas...

      Pero es un tema curioso. A ver si me busco información después de los exámenes 🙂

      ¡Un saludo!

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