Diferencias entre fisión y fusión nuclear
Diferencias entre fisión y fusión nuclear
Escrito por yosoynuclear Domingo, 16 de Agosto de 2009 22:08
Fisión nuclear
La fisión nuclear es una reacción en la cual al hacer incidir neutrones sobre un núcleo pesado, éste se divide en dos núcleos, liberando una gran cantidad de energía y emitiendo dos o tres neutrones.
Fue descubierta por O. Hahn y F. Strassmann en 1938, al detectar elementos de pequeña masa en una muestra de uranio puro irradiada con neutrones.
El proceso de fisión es posible por la inestabilidad que tienen los núcleos de algunos isótopos de elementos químicos de alto número atómico, como por ejemplo el uranio 235, debido a la relación existente entre el número de partículas de carga eléctrica positiva (protones) y el número de partículas nucleares de dichos núcleos (protones y neutrones).
Basta una pequeña cantidad de energía como la que transporta el neutrón que colisiona con el núcleo, para que pueda producirse la reacción de fisión. A su vez, los neutrones emitidos en la fisión de un núcleo pueden ocasionar nuevas fisiones al interaccionar con nuevos núcleos fisionables que emitirán nuevos neutrones y así sucesivamente. A este efecto multiplicador se le conoce con el nombre de reacción en cadena.
La primera reacción de fisión en cadena sostenida la consiguió Enrico Fermi en 1942, en la Universidad de Chicago. En una pequeña fracción de segundo, el número de núcleos que se han fisionado libera una energía un millón de veces mayor que la obtenida al quemar un bloque de carbón o explotar un bloque de dinamita de la misma masa.
Cuando se consigue que sólo un neutrón de los liberados produzca una fisión posterior, el número de fisiones que tienen lugar por segundo es constante y la reacción está controlada.
En este principio de fisión están basados los 436 reactores nucleares que funcionan en todo el mundo y que producen el 17% de la electricidad que se consume mundialmente.
Fusión nuclear
La fusión nuclear es la reacción en la que dos núcleos muy ligeros, en general el hidrógeno y sus isótopos, se unen para formar un núcleo más pesado y estable, con gran desprendimiento de energía. La energía producida por el Sol tiene este origen.
Para que se produzca la fusión, es necesario que los núcleos cargados positivamente se aproximen venciendo las fuerzas electrostáticas de repulsión. En la Tierra, donde no se puede alcanzar la gran presión que existe en el interior del Sol, la energía necesaria para que los núcleos que reaccionan venzan las interacciones se puede suministrar en forma de energía térmica o utilizando un acelerador de partículas.
La solución más viable es la fusión térmica. Estas reacciones de fusión térmica, llamadas reacciones termonucleares, se producen en los reactores de fusión y fundamentalmente con los isótopos de hidrógeno.
El aprovechamiento por el hombre de la energía de fusión pasa por la investigación y el desarrollo de sistemas tecnológicos que cumplan dos requisitos fundamentales: calentar y confinar. Calentar para conseguir un gas sobrecalentado (plasma) en donde los electrones salgan de sus órbitas y donde los núcleos puedan ser controlados por un campo magnético; y confinar, para mantener la materia en estado de plasma o gas ionizado, encerrada en la cavidad del reactor el tiempo suficiente para que pueda reaccionar.
La ganancia energética de la fusión consiste en que la energía necesaria para calentar y confinar el plasma sea menor que la energía liberada por las reacciones de fusión.
Este tipo de reacciones son muy atractivas como fuente de energía ya que el deuterio no es radiactivo y se encuentra de forma natural y prácticamente ilimitada en la naturaleza. El tritio no se presenta de forma natural y además es radiactivo. Sin embargo las investigaciones están básicamente centradas en las reacciones deuterio-tritio, debido a que liberan una mayor energía y la temperatura a la que tiene lugar la fusión es considerablemente menor que en las otras.
La tecnología de fusión se está desarrollando en dos líneas principales:
- Fusión por confinamiento magnético: Las partículas eléctricamente cargadas del plasma son atrapadas en un espacio limitado por un campo magnético al describir trayectorias helicoidales determinadas por las líneas de fuerza de dicho campo. El dispositivo más desarrollado tiene forma toroidal y se denomina Tokamak (siendo esta la tecnología utilizada en el proyecto ITER).
- Fusión por confinamiento inercial: Consiste en crear un medio tan denso que las partículas no tengan prácticamente ninguna posibilidad de escapar sin chocar entre sí. Súbitamente impactada por poderosos haces luminosos creados por láser, una pequeña esfera de un compuesto sólido de deuterio y tritio implosiona bajo los efectos de la onda de choque. De esta forma, se hace cientos de veces más densa que en su estado sólido normal y explosiona bajo los efectos de la reacción de fusión.
Actualmente hay reactores de investigación para lograr producir electricidad a través de este proceso. Cabe destacar el Reactor Experimental Termonuclear Internacional ITER en el que participan la Unión Europea, China, Japón, Rusia, India, Corea del Sur y Estados Unidos.
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Comentarios
a. Tanto los reactantes como los productos de la reacciín de fusión no son tóxicos químicos ni radioactivos (a diferencia de la fisión).
b. Una vez iniciada la reacción en cadena de fisión, es necesario moderarla para que no sea instantánea, en cambio producidas las condiciones para la reacción de fusión, no existe en el campo real probabilidades que se auto sostenga con los medios disponibles en la Tierra.
c. Etc.
Si alguien piensa que la fusión nuclear va a estar exenta de críticas ecologistas, que despierte ya mismo.
A Greenpeace no le preocupa la degeneración del medioambiente, lo que le preocupa, como a cualquier grupo basado en un pensamiento teólogico y dogmático, es el progreso tecnológico y mental, y que esto inhabilite o desacredite su ideología que se sostiene por implantes sociológicos quasi-totalitar ios.
La naturaleza es radiactiva. La fusión no será mejor que la fisión hasta que esta no pueda comercializarse masivamente, y esto posiblemente será nunca a no ser que empezemos a tomar decisiones con la cabeza en vez de repetir las consignas de los medios de comunicación
Creo que dentro de los movimientos ecologistas, como en cualquiera, hay extremistas. Pero los argumentos están ahí... otra cosa es calibrar si las condiciones y consecuencias de la energía nuclear es asumible o interesante, o la mejor opción que tenemos.
Por otro lado, creo que el futuro es la fusión... cuando las grandes empresas del sector se decidan a apostar por ella. Ahora mismo, sólo hay una investigación muy teórica a nivel científico. El empujón lo tienen que dar los que manejan el mercado...
Y, bueno, creer que estos grandes grupos energéticos se van a decidir a invertir en investigación a medio/largo plazo en cambiar unas estructuras que ahora mismo les van tan bien es, siendo generoso, muy inocente.
:-(
Que es kpos ?¿
Construir 10 centrales nucleares más en España es inviable para el mix, ya que serían unos 12.000 Mw más, que sumados a los 7.000 actuales, por lo que habría noches donde las nucleares excederían el consumo total, sin contar con los ciclos combinados y carbón al ralentí, y lo que produzcan las renovables. El mix español no es capaz de asumir 20.000 Mw nucleares.
Apenas se produce energía eléctrica con petróleo, por lo que su precio no influye. Respecto al gas, los ciclos combinados de gas seguirán siendo necesarios aunque aumentáramos el parque nuclear, porque el gas regula el sistema, tanto a las renovables (produce más cuando las renovables no funcionan), como a las nucleares (la oferta nuclear es fija ante aumentos de demanda se hace con gas).
Dudo que nuevas centrales nucleares, (enormemente intensivas en capital), abaraten el precio de la electricidad, otra cosa sería alargar la vida útil de las centrales actuales.
Saludos
La fisión de uranio actual está, a priori, limitada por la disponibilidad de combustible económicamente accesible, que, aunque a alguno le pueda sorprender, en el mejor de los casos daría para unos 50 años más al ritmo de consumo actual, esto es SIN construir ni un sólo reactor más.
Luego está el tema de los residuos, que, al margen del riesgo, si se contabilizasen los costes de gestión de los mismos por 24.000 años, es decir, los costes reales, sólo un necio consideraría que esto de la fisión es rentable... Siento deciros que las cuentas salen sólo por las externalidades que no se contabilizan y por el préstamo que, sin permiso, estamos tomando de futuras generaciones trasladándoles el problema. Ojo, no hablo de tatatatatatatar anietos, nuestros hijos y nietos lo sufrirán. Buscad información sobre el problema que se está gestando en Asse II en Braunschwieg, Alemania.
p.d. para el que le preocupe el tema del cambio climático, argumento que desde lo pronuclear se blande con demasiada frecuencia, sólo la cadena de aprovisionamien to del combustible genera gases efecto invernadero equivalentes al gas natural. Una pena que las pastillitas de uranio no salgan "mágicamente" del almacen listas para usar.