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Energías

ENERGÍA NUCLEAR

La energía de fusión


onvertir la energía de fusión en una realidad supondría uno de los avances más importantes de la humanidad.

La energía que irradia nuestro sol, en su mayoría, se debe a reacciones de fusión que se producen en su interior. A las temperaturas y presiones que se producen en el Sol, los núcleos de hidrógenos se combinan en una reacción continua, responsable de la mayor parte de la energía liberada.

La mayor parte de la energía del sol se debe a reacciones de fusión
La mayor parte de la energía del sol se debe a reacciones de fusión

Así como la energía de fisión produce residuos peligrosos y de degradación muy lenta, la de fusión, por el contrario, produce desechos que no son radiactivos en su mayoría, y aquellos que sí lo son tienen una vida muy corta. Además, la energía desarrollada con este sistema sería muy superior a la que se produce con la fisión.

Como ventaja adicional, mientras que el uranio utilizado en las centrales de fisión es escaso y costoso de extraer, además de precisar enriquecimiento en muchos casos, el deuterio, sin embargo, forma parte (en pequeñas cantidades) de las moléculas de hidrógeno del agua. Este sistema se convertiría en una fuente de energía renovable, pues aunque el deuterio existe en proporción muy pequeña en las moléculas de agua, los volúmenes de este líquido en nuestro planeta proporcionaría energía durante miles de años.

La teoría de la fusión nuclear es de simple exposición: uniendo dos moléculas de deuterio (hidrógeno que contiene un neutrón), se produce una molécula de helio y un neutrón. En esta acción se libera una energía extremadamente alta, debido a que la masa resultante es muy inferior a la de las moléculas de deuterio originales.

La fusión de dos moléculas de deuterio (hidrógeno que contiene un neutrón) produce una molécula de helio y un neutrón
La fusión de dos moléculas de deuterio (hidrógeno que contiene un neutrón) produce una molécula de helio y un neutrón

Este proceso simple no es tan fácil de conseguir en la práctica, pues es necesario que las dos moléculas de deuterio se aproximen suficientemente como para unirse ambos núcleos. Hay que tener en cuenta que, según una ley física llamada repulsión de Coulomb dos cargas iguales se repelen; como cada uno de los núcleos que se pretenden fusionar tienen igual carga eléctrica positiva, se repelen antes de que lleguen a unirse. La única forma de conseguir la unión es llevándolos a una temperatura de entre 50 y 100 millones de grados centígrados. Por tanto, la energía que es necesaria ejercer para que dos núcleos se unan es tan alta, que se emplea más energía en unirlos que la que se libera por efecto de la propia unión. El único sistema hábil sería utilizando una bomba atómica como fuerza actuante, introduciendo el deuterio en su interior; la enorme temperatura de la explosión uniría los núcleos y liberaría más energía. Este sistema es incontrolable, por lo que no podría ser aprovechable para otros fines que no fueran los de tipo bélico.

Las investigaciones sobre un sistema controlado de fusión se centran en las botellas magnéticas y la fusión por láser.

La técnica por botellas magnéticas consiste en mantener el plasma, que normalmente son núcleos de deuterio, en una zona del espacio donde se vaya a producir la fusión, mediante la generación de fuertes campos magnéticos. La fusión de dos núcleos de deuterio producirán uno de helio, con un considerable aumento de densidad y temperatura. A la técnica de aislar el plasma en una región determinada se le denomina de confinamiento.

La técnica de fusión por láser consiste en utilizar un haz de luz, pero produciéndola como si las partículas emitidas tuvieran masa (capaces de ejercer fuerza), es decir emitiendo un haz de fotones. Para conseguir la fusión se enfoca el/los haces sobre el punto en donde se sitúan los átomos de deuterio, y si la fuerza que se infiere es suficientemente alta los átomos podrían llegar a fusionarse, liberando energía.

La primera fusión nuclear artificial se consiguió con éxito en 1930, pero en la fusión se utilizaba más energía que la que se liberaba, por tanto, al producirse un rendimiento negativo, hacía inviable su aprovechamiento.

Fue en 1950 cuando se consiguió la primera fusión nuclear con aprovechamiento neto de la liberación de energía, aunque totalmente incontrolada. Se trataba de la prueba de una bomba termonuclear realizada por Estados Unidos, a quien siguió la antigua Unión Soviética, Gran Bretaña y Francia. (Véase el artículo: El arma atómica). En la bomba de fusión la liberación de energía es tan breve e incontrolada, que no puede utilizarse como fuente permanente para la generación de energía eléctrica.

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