Alumno RM

Fusión
Nuclear
Ricardo Martín Socuéllamos 1ºA
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Fusión nuclear:
La fusión nuclear es un proceso o reacción nuclear en la que dos núcleos de átomos
ligeros, en general el hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio), se unen para formar otro
núcleo más pesado, liberando una gran cantidad de energía.
energía-nuclear.net
El nuevo núcleo formado tiene una masa inferior a la suma de las masas de los dos núcleos
que se han fusionado para formarlo. Esta diferencia de masa es liberada en forma de energía.
Los núcleos atómicos tienden a repelerse debido a que están cargados positivamente.
Esto hace que para que puedan efectuarse las reacciones de de fusión nuclear, se deben
cumplir los siguientes requisitos:



Temperatura muy elevada para separar los electrones del núcleo y que éste se
aproxime a otro venciendo las fuerzas de repulsión electrostáticas. La masa gaseosa
compuesta por electrones libres y átomos altamente ionizados se denomina PLASMA.
Confinamiento necesario para mantener el plasma a elevada temperatura durante un
tiempo mínimo.
Densidad del plasma suficiente para que los núcleos estén cerca unos de otros y
puedan lugar a reacciones de fusión.
Los confinamientos convencionales, como las paredes de una vasija, no son factibles debido a
las altas temperaturas del plasma. Por este motivo, se encuentran en desarrollo dos métodos
de confinamiento:


Fusión nuclear por confinamiento inercial (FCI): Consiste en crear un medio tan denso
que las partículas no tengan casi ninguna posibilidad de escapar sin chocar entre sí. Una
pequeña esfera compuesta por deuterio y tritio es impactada por un haz de láser,
provocándose su implosión. Así, se hace cientos de veces más densa y explosiona bajo
los efectos de la reacción de fusión nuclear.
Fusión nuclear por confinamiento magnético (FCM): Las partículas eléctricamente
cargadas del plasma son atrapadas en un espacio reducido por la acción de un campo
magnético. El dispositivo más desarrollado tiene forma toroidal y se denomina
TOKAMAK.
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La fusión nuclear es el proceso que se produce en las estrellas y por lo tanto en nuestro sol, que
hace que brillen. También es uno de los procesos de la bomba de hidrógeno. Al contrario que
la fisión nuclear, no se ha logrado utilizar la fusión nuclear como medio rentable (o sea, la
energía aplicada al proceso es mayor que la obtenida por la fusión) de obtener energía, aunque
hay numerosas investigaciones en esa dirección.
Estado actual:
Actualmente se ha producido energía de fusión nuclear en dos máquinas distintas, el JET (Joint
European Torus) de la Unión Europea en Oxfordshire, y el TFTR (Toroidal Fusion
Thermonuclear Reactor) en Princeton. Los dos son dispositivos de fusión por confinamiento
magnético.
JET
fusion.ciemat.es
TFTR
pppl.gov
Se ha conseguido sólo en estas máquinas porque son las únicas que han inyectado tritio a un
plasma de deuterio. El resto de máquinas funciona con plasmas de sólo deuterio o sólo
hidrógeno para investigar en el comportamiento del plasma a altas temperaturas, pero sin
producir fusiones.
Se ha demostrado la viabilidad científica de la producción de energía mediante fusión nuclear.
El siguiente paso es construir un reactor que demuestre la viabilidad tecnológica para producir
energía eléctrica a partir de la de fusión. Este reactor será ITER (International Thermonuclear
Experimental Reactor), actualmente en fase de diseño. Para el diseño y construcción de este
gran reactor se han asociado las diferentes comunidades de fusión (Rusia, Unión Europea,
Japón y USA) ya que el esfuerzo tecnológico y económico no puede ser afrontado por un solo
país.
Video del reactor JET por dentro:
http://www.youtube.com/watch?v=vzYoQsxNc5I
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Perspectivas de futuro:
El proyecto más avanzado en Fusión nuclear por Confinamiento Magnético es el
ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), prototipo basado en el concepto
Tokamak, y en el que se espera alcanzar la ignición. Ante los buenos resultados obtenidos en el
JET, en 1990 se decidió continuar el programa de fusión con una instalación mayor en la que
además del reactor, pudieran probarse sus sistemas auxiliares sin generar aún electricidad. En
este proyecto participan la Unión Europea, Canadá, EEUU, Japón y Rusia.
ITER
iter.org
El objetivo es determinar la viabilidad técnica y económica de la fusión nuclear por
confinamiento magnético para la generación de energía eléctrica, como fase previa a
laconstrucción de una instalación de demostración comercial.
ITER es un proyecto tecnológico cuya construcción se estima necesitará 10 años y al menos 20
de investigación. Entre las tecnologías empleadas para su construcción y posterior
funcionamiento y mantenimiento destacan la robótica, superconductividad, microondas,
aceleradores y los sistemas de control.
En la máquina ITER no se producirá energía eléctrica, se probaran las soluciones a los
problemas que necesitan ser resueltos para hacer viables los futuros reactores de fusión
nuclear. Este ambicioso proyecto de investigación dará sus primeros resultados a partir de
2050.
Las inversiones realizadas para su construcción se estiman en cerca de 5.000 millones de
euros. Los costes de funcionamiento alcanzarán los 5.300 millones de euros y los de
desmantelamiento ascienden a 430 millones de euros.Francia deberá correr con los costes de
preparación del terreno y de construcción del edificio.
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Ventajas de la fusión:
La fusión nuclear es un recurso energético potencial a gran escala, que puede ser muy útil para
cubrir el esperado aumento de demanda de energía a nivel mundial, en el próximo siglo. Cuenta
con grandes ventajas respecto a otros tipos de recursos:

Los combustibles primarios son baratos, abundantes, no radioactivos y repartidos
geográficamente de manera uniforme (el agua de los lagos y los océanos contiene
hidrógeno pesado suficiente para millones de años, al ritmo actual de consumo de
energía).

Sistema intrínsecamente seguro: el reactor sólo contiene el combustible para los diez
segundos siguientes de operación. Además el medio ambiente no sufre ninguna
agresión: no hay contaminación atmosférica que provoque la "lluvia ácida" o el "efecto
invernadero".

La radiactividad de la estructura del reactor, producida por los neutrones emitidos en las
reacciones de fusión, puede ser minimizada escogiendo cuidadosamente los
materiales, de baja activación. Por tanto, no es preciso almacenar los elementos del
reactor durante centenares y millares de años.
Desventajas de la fusion:

Presenta numerosos problemas que afectan todas las etapas de la vida operativa
del reactor.

El principal problema es alcanzar el estado llamado de "ignición", en el cual el calor
producido por el plasma en la cámara mantiene la reacción de fusión, sin necesidad de
aporte de energía exterior adicional

Se necesitan temperaturas enormes para practicar una fusion de dos nucleos ligeros
y eso es un impedimento para su desarrollo.

Los intereses diversos de petroleras y otras industrias de la energia que siempre van
a presionar en contra de todo desarrollo que las pueda ocultar.
Bibliografía:
http://www-sen.upc.es http://unodefisica.blogia.com http://energia-nuclear.net
http://www.libertaddigital.com
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