domingo, 5 de abril de 2015

La Fusión Nuclear

Las reacciones de fusión nuclear consisten en la unión de dos núcleos ligeros para dar paso a un núcleo más pesado y algunos subproductos, con la liberación de una gran cantidad de energía. Las reacciones más conocidas son las de unir dos núcleos de deuterio para dar Helio 3 y neutrones (o tritio y protones) y la de un núcleo de deuterio más uno de tritio para dar un núcleo de helio 4 más un neutrón.
La fusión nuclear tiene con respecto a la fisión las ventajas de un combustible más barato, una mayor liberación de energía y unos residuos radioactivos menos peligrosos, de ahí el intento en encontrar una manera de hacerla rentable.
Porque conseguir esas reacciones (las mismas que se dan en el interior del Sol) requiere temperaturas muy elevadas ya que para empezar a actuar las fuerzas nucleares se debe poner en contacto a los núcleos de las partículas, núcleos de misma carga que tienden a repelerse, de ahí la búsqueda de un mecanismo de bajo gasto energético o Fusión Fría.
Para comprimir un gas a grandees densidades y así conseguir que las partículas estén muy juntas y ponerlo todo a millones de grados  para que se encuentre en estado de plasma o átomos ionizados, se requiere una presión altísima que se acostumbra a conseguir con campos magnéticos muy potentes ya que ningún material resistiría temperaturas tan elevadas. En muchos casos la presión se puede conseguir mediante el uso de la gravedad (como hacen las estrellas) o mediante el uso de láser (el llamado confinamiento inercia). El problema residen en que las configuraciones con altas temperaturas y densidades son muy inestables y tienden a burlar de muchas maneras los confinamientos magnéticos. La duración de estas configuraciones es de unos pocos segundos.
En 1957, J.D. Lawson publicaba en los "Proceedungs" de la Royal Society de Londres un estudio clásico sobre las condiciones que deberían darse para que la energía liberada por la fusión fuera igual (o superior y de esta manera rentable) a la energía usada para calentar y confinar el plasma. Para que ello sea posible, es necesario que el producto de la densidad multiplicado por el tiempo de confinamiento sea superior a 10 elevado a 14 para el deuterio y tritio a una temperatura de 110 millones de grados (10 elevado a 16 para el deuterio a la misma temperatura). Alcanzar la condición marcada por el criterio de Lawson es una de las metas científicas en el trabajo de la Fusión Fría desde que en 1952 se empezó a explorar la posibilidad de la obtención de energía de fusión nuclear con el llamado proyecto Sherwood de estados Unidos.

Nacho Padró

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