Noticias de Iter
El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore ha anunciado un gran avance en el campo de la fusión nuclear, utilizando potentes láseres para producir 1,3 megajulios de energía, aproximadamente el 3% de la energía contenida en 1 kg de petróleo.
La fusión nuclear se ha considerado durante mucho tiempo como la energía del futuro: una fuente de energía “infinita” que no depende de la necesidad de quemar carbono. Pero, tras décadas de investigación, aún no ha cumplido su apasionante promesa.
En la fisión, los átomos pesados de uranio se rompen en átomos más pequeños para liberar energía. La fusión nuclear es el proceso opuesto: los átomos ligeros se transforman en átomos más pesados para liberar energía, el mismo proceso que ocurre en el núcleo de plasma del Sol.
Un reactor de fusión amplifica la energía: la reacción desencadenada debe producir más energía de la que se necesita para calentar el plasma de combustible para que se produzca la producción de energía, lo que se conoce como ignición. Nadie lo ha conseguido todavía. El récord actual lo consiguió en 1997 el Joint European Torus, en el Reino Unido, donde se generaron 16 megavatios de potencia por fusión magnética, pero se necesitaron 23 megavatios para desencadenarla.
Fusión fría
En la actualidad, muchos países participan en la investigación sobre la fusión en cierta medida, encabezados por la Unión Europea, EE.UU., Rusia y Japón, con programas vigorosos también en curso en China, Brasil, Canadá y Corea. Al principio, la investigación sobre la fusión en EE.UU. y la URSS estaba vinculada al desarrollo de armas atómicas, y permaneció clasificada hasta la conferencia Atoms for Peace de 1958 en Ginebra. Tras un gran avance en el tokamak soviético, la investigación sobre la fusión se convirtió en “gran ciencia” en la década de 1970. Pero el coste y la complejidad de los dispositivos implicados aumentaron hasta el punto de que la cooperación internacional era la única forma de avanzar.
La fusión impulsa el Sol y las estrellas, ya que los átomos de hidrógeno se fusionan para formar helio y la materia se convierte en energía. El hidrógeno, calentado a temperaturas muy elevadas, pasa de ser un gas a un plasma en el que los electrones cargados negativamente se separan de los núcleos atómicos cargados positivamente (iones). Normalmente, la fusión no es posible porque las fuerzas electrostáticas fuertemente repulsivas entre los núcleos cargados positivamente impiden que se acerquen lo suficiente como para colisionar y que se produzca la fusión. Sin embargo, si las condiciones son tales que los núcleos pueden superar las fuerzas electrostáticas hasta el punto de acercarse mucho entre sí, entonces la fuerza nuclear atractiva (que une a los protones y neutrones en los núcleos atómicos) entre los núcleos superará a la fuerza repulsiva (electrostática), permitiendo que los núcleos se fusionen. Estas condiciones pueden darse cuando la temperatura aumenta, lo que hace que los iones se muevan más rápido y acaben alcanzando velocidades lo suficientemente altas como para que los iones se acerquen lo suficiente. Los núcleos pueden entonces fusionarse, provocando una liberación de energía.
Reactor de fusión de demostración
Los átomos son las diminutas partículas de las moléculas que componen los gases, los líquidos y los sólidos. Los átomos están formados por tres partículas llamadas protones, neutrones y electrones. Un átomo tiene un núcleo (o núcleo) que contiene protones y neutrones, que está rodeado de electrones. Los protones tienen una carga eléctrica positiva y los electrones una carga eléctrica negativa. Los neutrones no tienen carga eléctrica. Los enlaces que mantienen unido el núcleo contienen una enorme energía. Esta energía nuclear puede liberarse cuando se rompen esos enlaces. Los enlaces pueden romperse mediante la fisión nuclear, y esta energía puede utilizarse para producir (generar) electricidad.
En la fisión nuclear, los átomos se separan, lo que libera energía. Todas las centrales nucleares utilizan la fisión nuclear, y la mayoría de las centrales nucleares utilizan átomos de uranio. Durante la fisión nuclear, un neutrón choca con un átomo de uranio y lo divide, liberando una gran cantidad de energía en forma de calor y radiación. También se liberan más neutrones cuando un átomo de uranio se divide. Estos neutrones siguen chocando con otros átomos de uranio, y el proceso se repite una y otra vez. Este proceso se denomina reacción nuclear en cadena. Esta reacción se controla en los reactores de las centrales nucleares para producir la cantidad de calor deseada.
Reacción de fusión más larga
La fusión es una de las opciones más prometedoras para generar la energía más limpia que el mundo tanto necesita. Los científicos e ingenieros del CCFE están desarrollando la tecnología para llevar la electricidad de fusión a la red.
La fusión es el proceso que tiene lugar en el corazón de las estrellas y proporciona la energía que impulsa el universo. Cuando los núcleos ligeros se fusionan para formar un núcleo más pesado, liberan ráfagas de energía. Es lo contrario de la fisión nuclear -la reacción que se utiliza hoy en día en las centrales nucleares-, en la que la energía se libera cuando un núcleo se divide para formar núcleos más pequeños.
Para producir energía a partir de la fusión aquí en la Tierra, se calienta una combinación de gases de hidrógeno – deuterio y tritio – a temperaturas muy altas (más de 100 millones de grados Celsius). El gas se convierte en un plasma y los núcleos se combinan para formar un núcleo de helio y un neutrón, con una pequeña fracción de la masa convertida en energía de “fusión”. Un plasma con millones de estas reacciones cada segundo puede proporcionar una enorme cantidad de energía a partir de cantidades muy pequeñas de combustible.