• Fusión nuclear:

– Reacción nuclear en la que dos núcleos ligeros se unen para formar otro más pesado.

– En el proceso se libera gran cantidad de energía.

Características de la fusión

• Es una energía relativamente limpia: al contrario que en las reacciones de fisión apenas hay sustancias de desecho peligrosas.

• Su rendimiento energético es muy grande.

El “carburante” que necesita, deuterio y tritio, es fácil de obtener. El agua de mar contiene cantidades ingentes de deuterio.

Proceso de fusión

En la fusión intervienen dos isótopos del hidrógeno, el deuterio y el tritio. Se utilizan estos isótopos, pues, para que se produzca la fusión de los átomos -su unión- es necesario que sus núcleos tengan la mínima fuerza de repulsión, y esto se logra precisamente con los átomos más ligeros, los de hidrógeno, que sólo tienen un protón en su núcleo.

Tipos de fusión en cadena

• Fusión controlada:Aún no se ha conseguido de forma rentable.Se investiga en el confinamiento magnético de plasma.

• Fusión no controlada:Se produce en las bombas atómicas de hidrogeno.

En la bomba de Hidrógeno la explosión de una carga de fisión nuclear (bomba atómica) produce la temperatura y la densidad adecuadas para que una fusión pueda ocurrir. Esta fusión resulta en una repentina expulsión de grandes cantidades de energía que producen una explosión aún mayor.

Fusión en el Laboratorio

Científicos de la Universidad de fusión nuclear en un cilindro de apenas 12 cms. de California en Los diámetroÁngeles.

Futuras utilidades: Generadores de fusión de pequeño tamaño en propulsores de naves espaciales, tratamientos

médicos y dispositivos para detectar bombas nucleares.

Este dispositivo produce muy poca energía

•Útil como fuente de neutrones.(partículas subatómicas son un subproducto de fusión)

•Los neutrones penetran profundamente en la materia (gracias a la inexistencia de carga), por tanto puede usarse para revisar equipajes o contenedores de carga.

• En el experimento, se montó un cristal dentro del cilindro y se lo rodeó de un gas de deuterio, una versión pesada del hidrógeno. Cuando se calentó el cristal, produjo una carga de miles de voltios. Eso creó campos eléctricos tan fuertes que separaron a los electrones del deuterio y empujaron los iones de deuterio cargados hacia un imán, que también contenía deuterio. Cuando un ion de deuterio chocó contra un átomo de éste, se produjo la fusión. Pero sólo una, en un millón de colisiones, produce fusión, el dispositivo es un generador ineficiente de energía.

Ventajas e inconvenientes de la fusión

Ventajas:• Alto rendimiento.• Combustible abundante

en la naturaleza.• No requiere masa crítica.• Energía limpia, no tiene

desechos radiactivos.

Inconvenientes:• Necesita temperaturas

muy altas.• Dificultad de confinar el

combustible.• Dificultad de mantener

limpio el plasma.

• Fisión nuclear:

– Reacción nuclear en la que un núcleo pesado se divide en otros dos más ligeros al ser bombardeados con neutrones.

– En el proceso se liberan más neutrones y gran cantidad de energía.

Características de la fisión

• La energía liberada por la fisión es muy grande. • El proceso de fisión iniciado por la absorción de

un neutrón en el uranio 235 libera un promedio de 2,5 neutrones en los núcleos fisionados. Estos neutrones provocan rápidamente la fisión de varios núcleos más, con lo que liberan otros cuatro o más neutrones adicionales e inician una serie de fisiones nucleares auto mantenidas, una reacción en cadena que lleva a la liberación continuada de energía nuclear.

Proceso de fisión

• La fisión se inicia con la partícula incidente (el neutrón) que está contenida entre los productos de la fisión. A partir de una primera fisión se forma una reacción en cadena, ya que alguno de los neutrones producidos durante la fisión provocan una fisión, y este proceso se repite sucesivamente.

• Para mantener la reacción en cadena se necesita un mínimo de núcleos capaces de fusionarse a fin de que los neutrones no escapen del material combustible, esta cantidad mínima de material se denomina masa crítica.

Ventajas e inconvenientes de la fisión

Ventajas:

• Alto rendimiento.

Inconvenientes:

• Riesgo de contaminación radiactiva.

• Dificultad de eliminar los residuos.

• Hay que enriquecer el Uranio.

Tipos de fisión en cadena• Fisión controlada:

En este tipo de fisión se introduce un material para contrarrestar el numero de neutrones liberados.

Este tipo de reacción se produce en las centrales nucleares y generadores auxiliares de submarinos y cohetes.

• Fisión no controlada:

No hay un material controlador, es una reacción explosiva.

Este tipo de fisión se produce en las bombas atómicas.

Fisión en las centrales nucleares

• En el interior de las paredes de hormigón de las centrales se encuentra el núcleo del reactor, donde mediante las barras de combustible, se obtiene energía de la fisión de átomos de minerales radiactivos como el uranio o el plutonio. Esta liberación de calor hace funcionar un circuito de vapor que mueven turbinas y generadores, lo que produce corriente eléctrica.

• La corriente eléctrica llega a un transformador y posteriormente al tendido eléctrico.

• El vapor de agua termina en el condensador donde se enfría y se vuelve líquida.

• El condensador recibe agua fría de la torre de refrigeración, que se abastece de un lago cercano.

• El agua llega a un calentador para volver a empezar el proceso de nuevo.

Generaciones de centrales nucleares

• Primera generación: Centrales proyectadas en la década de los 60 que se concluyeron a finales de la década, como José Cabrera en Almonacid de Zorita.

• Segunda generación: Centrales proyectadas en la década de los 70 que se concluyeron a finales de dicha década, como Almaraz I y II en Caceres.

• Tercera generación: Centrales Nucleares cuya construcción fue autorizada con posterioridad a la aprobación del Plan Energético Nacional en Julio de 1979.

Diferencias entre fisión y fusión

• Fisión: un núcleo pesado se divide en dos núcleo más ligeros.

• Es una fuente que puede agotarse.

• Se aprovecha la energía de repulsión de los núcleos.

• Fusión: dos núcleos más ligeros se unen formando un núcleo más pesado.

• Es una fuente inagotable, pues se basa en el agua.

• Se aprovecha la energía producida por la unión de los átomos (mínima energía de repulsión).

Peligros de la fisión y la fusión• Existen muchos peligros referente a las reacciones nucleares por lo

que se piden muchas medidas de seguridad a las centrales nucleares, algunos de los problemas que pueden presentarse son:

– Contaminación del medio ambiente, debido a posibles escapes de gas tóxico o vertidos tóxicos, lo cual repercute a todos los seres vivos provocando la muerte o mutaciones de varias generaciones.

– Escape de radiactividad.

– Explosión nuclear (aunque esto es muy difícil de que suceda ya que se tienen altos niveles de seguridad).

La contaminación atmosférica radiactiva ha disminuido en forma parcial por un tratado firmado en 1963 que prohíbe las pruebas atmosféricas de armas nucleares en un gran grupo de naciones

Bibliografía

• www.centralesnucleares.com• www.extremaduralternativa.net• www.na-sa.com• www.energia_nuclear.com• www.wikipedia.com• Enciclopedia Encarta• Enciclopedia Larouse, Pág.: 5139-5140.