Fusión

Física Atómica. Energía nuclear. Reacciones nucleares. Aplicaciones. Ventajas e inconvenientes

  • Enviado por: Hector Ureta
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 3 páginas
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FUSIÓN

¿En qué consiste?

En copiar las reacciones que se producen en el Sol y en las estrellas pero de una forma controlada y con un aprovechamiento de la energía producida. Eso se lograría transformando las grandes cantidades de energía térmica producida en forma de energía eléctrica.

Reflexionemos un poco:

¿De donde procede cualquier tipo de energía (solar, hidráulica, térmica...)? -Del Sol. ¿Y el Sol como es capaz de producir esa energía?

Mediante reacciones incontroladas de fusión.

¿Cómo son esas reacciones?

Es hacer reaccionar núcleos de átomos ligeros, fusionándolos en unos mas pesados, generalmente Tritio y Deuterio, fusionados en Helio.

Estos elementos no son los únicos que se pueden fusionar, lo que pasa es que en cuanto más pesados sean los átomos a reaccionar más difícil es conseguir la reacción. Generalmente:

2D+ 3T4He + n + Q

Esta reacción sólo se produce en unas condiciones muy determinadas...

¿Cuáles son esas condiciones?

Para que se produzca la reacción es necesario...

  • Vencer la repulsión electrostática de los elementos (ambos tienen igual carga). Para lo que es necesario...

  • Elevar la temperatura a 100-300 millones de grados, y lo que es más difícil mantener esa temperatura, donde los átomos están ionizados, y han perdido sus electrones, luego no se repelen. A este 4º estado de la materia se le denomina plasma. Para ello....

  • Encontrar un “recipiente” que aguante esa temperatura.

  • ¿Cuáles son las posibles soluciones?

  • Reactor Tokamak: potentísimos electroimanes que hacen que el plasma “levite”, (atracción 100.000 veces la terrestre) y a la vez calentarlo haciendo pasar por él una corriente de varios millones de Amperios.

  • Confinamiento inercial: utilizar un rayo láser que calienta rápidamente (trillonésimas de segundo), a la vez que el plasma hace un recorrido circular incitado por corrientes eléctricas. (Actualmente se esta apostando mas por el reactor Tokamak por ser mas efectivo aunque también requiere un mayor coste de la instalación.

  • ¿Cómo ha evolucionado a lo largo de la historia?I

    1938-Hans Bethe explica la fusión, solo teóricamente.

    1939-Se bombardea Tritio con Deuterones, (núcleos de Deuterio) en un intento de copiar la fusión, sin tener resultado ninguno.

    1951-En EEUU se lleva a cabo la primera reacción “artificial” de fusión, de forma incontrolada, su principal función: era militar, ser destructiva. Era la primera Bomba H que explicaremos mas tarde.

    1954-EEUU, Francia, URSS y Gran Bretaña hacen el primer proyecto común de investigación de la fusión, con un presupuesto de 120 millones Dólares. Este proyecto se disolvió en 1960.

    1960-1970-Cada país de los anteriores investiga por su cuenta lo que retrasa mucho el avance de conocimiento del tema. El principal problema para todos era como contener el plasma.

    ¿Cómo ha evolucionado a lo largo de la historia?II

    1979- 2 ingenieros de la URSS (Igór Tann y Andrei Sajarov) inventan el reactor tokamak, lo que facilitaba mucho “conetener” el plasma aunque tambien necesitaba de mucha energia eléctrica.

    1980-1990-Proliferan los pequeños Tokamak, que necesitan mucha menos energía y que también servían para la investigación. EEUU poseía 7 en diversas universidades y centros de investigación y la URSS otros 4.

    1991-Se lleva a cabo la primera reacción de fusión controlada en Francia, en Cadarache en el “Proyecto común Europeo”. Se generaron 1,7 MW aunque el balance energético fue negativo.

    1993-2ªReacción fusión controlada y con aprovechamiento eléctrico. Tuvo lugar en EEUU en la universidad de Princetown, y se generaron 5,6 MW. El balance energético también fue negativo aunque por poco.

    1998-Se crea la ITER, donde las principales potencias mundiales aúnan sus esfuerzos para levar a cabo una investigación común.

    ¿Qué es el proyecto ITER?

    • Sus siglas proceden del inglés (International Tokamak Experimental Reactor) Reactor experimental internacional Tokamak. De momento solo es una investigación común pero para 2009 se creará un centro de investigación,situado en un pais miembro.

    • Los paises participantes son: Canadá, Japón, Rusia, Unión Europea y para 2004 también estará tambien EEUU que llevara una investigación paralela (ITER-internacional y JETZ-investigación propia)

    • El presupuesto es de 3400 millones de €uros mas costes anuales de 200 millones y una reserva para el desmantelamiento de 300 millones.El país anfitrion debe ceder las instalaciones.

    • Las posibles sedes son: Valdellos (España), Cadarache (Francia), Kel (Canadá) Jomosiwa (Japón). El resto de miembros no desea tener la central en su territorio. La decisión del emplazamiento será tomada entre 2004-2005.Se construirá de 2005-2009 y para 2025 se desmantelará.

    ¿Cuáles son las principales aplicaciones?

    • El principal objetivo es la producción de energia eléctrica. Eso se consigue gracias a una temperatura que sea alta y se mantenga por un tiempo (suficiente para calentar el agua u otro fluido). Para que la energía que se produce se manifieste de esa manera hacen faltan unas circunstancias muy concretas que son las que se estudian en el proyecto ITER.

    • Su uso también es militar, la conocida Bomba H (de hidrógeno). Para la que las condiciones no hacen falta que sean muy específicas, y se consigue una explosión equivalente a 3 millones de toneladas de TNT. lo peligroso son los efectos secundarios.En 1952 la URSS explotó la bomba “kite” en una isla del pacífico abandonada y provocó una bola de fuego de 4,8 km de radio y se encontraron residuos hasta a 292 km de la isla.

    ¿Cuáles son las ventajas y desventajas?


    VENTAJAS-

    1-Combustible es prácticamente inagotable, se extrae del agua del mar, además no hace falta manipularlo previamente (El uranio lo necesita)

    2- Posibilidad mínima de que ocurran desastres nucleares tipo Chernovil ya que las cantidades de combustible son ínfimas.

    3-Los subproductos obtenidos son menos radioactivos y vida más corta (unos 150 años frente a los 20.000 años de algunos productos de la fisión).

    4-Muy energético frente a cualquier otro tipo de obtención de energía lo que conllevaría a un precio muy barato de la electricidad.

    DESVENTAJAS-

    1-No esta suficientemente investigado.

    2-Las instalaciones necesarias son muy costosas.

    Bibliografía:

    1-Páginas web: foronuclear.org iter.org bachtecnologico.galeon.com

    2-Enciclopedias varias: Larousse 2000, Encarta 2002 y Enciclopedia planeta Agoscini.

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