La fusión nuclear es un proceso en el que se unen dos átomos
ligeros formando uno más pesado. En este proceso, el producto resultante pueden
tener menos masa que la suma de las masas de los elementos iniciales. Esa masa
es transformada en energía produciendo una energía muy elevada, esta es la que
sostiene el sol.
Hidrógeno Deuterio Tritio
Para explotar esta energía se ha estudiado el uso del
Deuterio, Hidrógeno con dos neutrones en vez de uno, y de Tritio, con tres
neutrones. Se pretende calentar estas sustancias hasta superar los cien
millones de grados centígrados para poder superar las fuerzas de repulsión
electrostáticas que existen entre los núcleos positivos de estos átomos (a esa
temperatura los átomos han perdido sus electrones) y permitir que actúen las
fuerzas nucleares fuertes, que unen los elementos y dan lugar al Helio.
La energía se obtendría del neutrón liberado. La fusión se
realiza con cinco neutrones en los elementos iniciales, de los cuales sólo cuatro
permanecen con el Helio. El quinto neutrón es lanzado con alta energía térmica
que calienta las paredes del reactor. El problema de la explotación consiste en
encontrar un material capaz de soportar la energía que transmite ese neutrón,
los cien millones de grados centígrados del plasma son confinados mediante
láseres o campos magnéticos.
confinamiento magnètico
ResponderEliminarLas investigaciones del Laboratorio Nacional de Fusión se centran principalmente en el confinamiento magnético, que es una de las técnicas principales en las que puede basarse un futuro reactor de fusión. El confinamiento magnético se obtiene generando un campo magnético toroidal (en forma de donut) muy intenso mediante bobinas de campo externas que llevan una corriente fuerte.
Ventajas e inconvenientes de la energía nuclear
ResponderEliminarVentajas:
La generación de energía eléctrica mediante energía nuclear permite reducir la cantidad de energía generada a partir de combustibles fósiles (carbón y petróleo). La reducción del uso de los combustibles fósiles implica la reducción de emisiones de gases contaminantes (CO2 y otros).
Otra ventaja está en la cantidad de combustible necesario; con poca cantidad de combustible se obtienen grandes cantidades de energía. Esto supone un ahorro en materia prima pero también en transportes, extracción y manipulación del combustible nuclear. El coste del combustible nuclear(generalmente uranio) supone el 20% del coste de la energía generada.
La producción de energía eléctrica es continua. Una central nuclear está generando energía eléctrica durante prácticamente un 90% de las horas del año. Esto reduce la volatilidad en los precios que hay en otros combustibles como el petróleo.
Esta continuidad favorece a la planificación eléctrica. La energía nuclear no depende de aspectos naturales. Con esto se solventa la gran desventaja de las energías renovables en que los horas de sol o de viento no siempre coinciden con las horas de más demanda energética.
Inconvenientes:
Una desventaja importante es la difícil gestión de los residuos nucleares generados. Los residuos nucleares tardan muchísimos años en perder su radioactividad y peligrosidad.
Los reactores nucleares, una vez construidos, tienen fecha de caducidad. Pasada esta fecha deben desmantelarse, de modo que en los principales países de producción de energía nuclear para mantener constante el número de reactores operativos deberían construirse aproximadamente 80 nuevos reactores nucleares en los próximos diez años.
Debido precisamente a que las centrales nucleares tienen una vida limitada. La inversión para la construcción de una planta nuclear es muy elevada y hay que recuperarla en muy poco tiempo, de modo que esto hace subir el coste de la energía eléctrica generada. En otras palabras, la energía generada es barata comparada con los costes del combustible, pero el tener que amortizar la construcción de la planta nuclear la encarece sensiblemente.
Las centrales nucleares son objetivo para las organizaciones terroristas.
Genera dependencia del exterior. Poco países disponen de minas de uranio y no todos los países disponen de tecnología nuclear, por lo que tienen que contratar ambas cosas en el extranjero.
Los reactores nucleares actuales funcionan mediante reacciones nucleares por fisión. Estas reacciones se producen en cadena de modo que si los sistemas de control fallasen cada vez se producirían más y más reacciones hasta provocar una explosión radioactiva que sería prácticamente imposible de contener.
A las reacciones de fusión nuclear también se les llama reacciones termonucleares debido a las altas temperaturas que experimentan. En el interior del Sol, la temperatura es cercana a los 15 millones de grados Celsius.
ResponderEliminarEl Deuterio es un isótopo estable del hidrógeno formado por un protón y un neutrón. Su abundancia en el agua es de un átomo por cada 6.500 átomos de hidrógeno. Esto supone que en el agua de mar hay una concentración de 34 gramos de deuterio por metro cúbico de agua. El contenido energético del deuterio es tan elevado que la energía que se puede obtener del deuterio de un litro de agua de mar es equivalente a la energía que se puede obtener de 250 litros de petróleo.
Por este motivo, teniendo en cuenta, que tres cuartas partes del Planeta están cubiertas por agua, se considera la fusión nuclear cómo una fuente de energía inagotable.
Reactores de Fusión
ResponderEliminarLos reactores de fusión nuclear son de dos variedades principales, los reactores de confinamiento magnético, y los reactores de confinamiento inercial. Las estrategias para la creación de reactores de fusión, están dictadas en gran medida por el hecho de que las temperaturas implicadas en la fusión nuclear, son demasiado altas como para estar contenida en cualquier contenedor de material.
La estrategia del reactor de confinamiento magnético es, confinar el plasma caliente por medio de campos magnéticos, que lo mantengan permanentemente en caminos circulares, para que no toque la pared del recipiente. Esto se tipifica en el diseño Tokamak, de los cuales el ejemplo más famoso es el TFTR en Princeton.
La estrategia del reactor de confinamiento inercial es, poner tal densidad alta de energía, en una pequeña pastilla de deuterio-tritio, que se fusionan en un tiempo tan corto que no se puede mover apreciablemente. Los reactores de prueba más avanzados, implican fusión láser, particularmente en los reactores Shiva y Nova en los laboratorios Lawrence Livermore.
Este comentario ha sido eliminado por el autor.
ResponderEliminarPor el contrario de la fusión, tenemos la fisión.
ResponderEliminarLa fisión nuclear es una reacción en la cual un núcleo pesado, al ser bombardeado con neutrones, se convierte en inestable y se descompone en dos núcleos, cuyos tamaños son del mismo orden de magnitud, con gran desprendimiento de energía y la emisión de dos o tres neutrones.
La energía de fusión es la energía liberada al realizarse una reacción de fusión nuclear. En este tipo de reacción, dos núcleos atómicos ligeros se fusionan para formar un núcleo más pesado, liberándose gran cantidad de energía en el proceso, que puede ser empleada en la bomba de hidrógeno y en un futuro en la producción de energía eléctrica en un hipotético reactor. La mayoría de estudios existentes para el diseño de una central nuclear de fusión usan las reacciones de fusión para generar calor, que hará funcionar una turbina de vapor que a su vez activarán los generadores para producir electricidad, de forma similar a como ocurre actualmente en la centrales térmicas que usan combustíbles fósiles o en las centrales nucleares de fisión, pero con la gran ventaja de que el impacto ambiental será considerablemente menor ya que por ejemplo, medio kilo de hidrógeno (muy abundante en la naturaleza, ya que forma parte del agua) produciría unos 35 millones de kilovatios hora.
ResponderEliminar