Enerxía de fusión

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El Sol ye un reactor de fusión natural.

La enerxía de fusión ye la enerxía lliberada al realizase una reacción de fusión nuclear. Nesti tipu de reacción, dos nucleos atómicos llixeros fundir pa formar un nucleu más pesáu, lliberar gran cantidá d'enerxía nel procesu, que puede ser emplegada na bomba d'hidróxenu y nun futuru na producción de enerxía eléctrica nun hipotéticu reactor. La mayoría d'estudios esistentes pal diseñu d'una central nuclear de fusión usen les reacciones de fusión pa xenerar calor, que va faer funcionar una turbina de vapor que de la mesma van activar los xeneradores pa producir eletricidá, de forma similar a como asocede anguaño na centrales térmiques qu'usen combustibles fósiles o nes centrales nucleares de fisión, pero cola gran ventaya de que l'impactu ambiental va ser considerablemente menor una y bones por casu, mediu quilu d'hidróxenu (bien abondosu na naturaleza, yá que forma parte de l'agua) produciría unos 35 millones de kilovatio hora.

El mayor esperimentu actual ye'l Joint European Torus (JET). En 1977 el JET produció un picu de 16,1 MW d'enerxía de fusión (el 65% de la enerxía suministrada) con una potencia de más de 10 MW sostenida mientres más de 0,5 s. En xunu de 2005 anúnciase la construcción del reactor esperimental ITER, diseñáu pa producir de forma siguida más enerxía de fusión que la enerxía que se-y suministra en forma d'plasma.

Ciclu de fusión[editar | editar la fonte]

El conceutu básicu d'una reacción de fusión nuclear ye averar dos o más nucleos atómicos lo suficiente como por que la interacción nuclear fuerte (la fuercia que caltién xuníos protones y neutrones nun nucleu) los una pa formar un nucleu mayor. Si dos nucleos llixeros fúndense, van formar un solu nucleu con daqué menos de masa que la suma de les sos mases orixinales. La diferencia de masa llibérase como enerxía d'alcuerdu a la fórmula de la equivalencia ente masa y enerxía Y = mc2. Si los nucleos orixinales son abondo masivos, el productu resultante de la fusión va ser más pesáu que la suma de les sos mases, y nesi casu la reacción va riquir una fonte esterna d'enerxía. La llinia divisoria ente dambos tipos de fusiones, exotérmicas y endotérmicas, establecer el fierro-56. Sobre esta masa atómico, la enerxía va ser lliberada por fisión nuclear; so ella, por fusión.[1]

Reacción D-T[editar | editar la fonte]

Diagrama de la reacción D-T

D'alcuerdu a los criterios de Lawson, la más senciella y prometedora reacción de fusión ye:

Plantía:Nuclide + Plantía:NuclidePlantía:Nuclide + Plantía:SubatomicParticle

L'Hidróxenu-2 (Deuteriu) ye isótopu atopáu y disponible na naturaleza. La gran diferencia de masa ente los dos principales isótopos d'Hidróxenu (Protio y el mesmu Deuteriu) fai fácil la so separación comparada cola dificultá del procesu de arriquecimientu d'uraniu. L'Hidróxenu-3 (Tritiu) tamién ye un isótopu del Hidróxenu, pero'l so escurrimientu natural ye insignificante. Por cuenta de ello, faise necesariu recurrir a la reproducción dende'l litiu usando dalguna de les siguientes reacciones:

Plantía:SubatomicParticle + Plantía:NuclidePlantía:Nuclide + Plantía:Nuclide
Plantía:SubatomicParticle + Plantía:NuclidePlantía:Nuclide + Plantía:Nuclide + Plantía:SubatomicParticle

El neutrón reactante ye suministráu pola reacción D-T anterior. La reacción con 6Li ye exotérmica, suministrando una pequeña ganancia d'enerxía al reactor. La reacción con 7Li ye endotérmica pero nun consume'l neutrón. Ríquense siquier delles reacciones con 7Li pa reemplazar los neutrones perdíos pola absorción d'otros elementos. La mayoría de los diseños de reactores aprovechar del escurrimientu natural d'un amiestu d'isótopos de litiu.

Reacción D-D[editar | editar la fonte]

Anque más malo de producir que la reacción Deuteriu-Tritiu, la fusión puede realizase al traviés de la fusión del Deuteriu consigo mesmu. Esta reacción produz dos rama qu'asoceden con casi la mesma probabilidá:

Plantía:Nuclide + Plantía:NuclidePlantía:Nuclide + Plantía:Nuclide
Plantía:Nuclide + Plantía:NuclidePlantía:Nuclide + Plantía:SubatomicParticle

La cantidá óptima d'enerxía pa empecipiar esta reacción ye 15 MeV, namái llixeramente mayor que la óptima pa la reacción D-T. La primer caña nun produz neutrones, pero sí Tritiu, polo qu'un reactor D-D nun va tar totalmente llibre de Tritiu, inclusive magar nun riquir una entrada de tritiu o litiu. La mayoría del tritiu producíu va consumise antes de dexar el reactor, lo que va amenorgar la cantidá de tritiu a remanar, pero va producir más neutrones, dalgunos de los cualos van ser bastante enerxéticos. Los neutrones de la segunda caña tienen una enerxía de namái 2.45 MeV (0.393 pJ), mientres los neutrones de la reacción D-T van tener una enerxía de 14.1 MeV (2.26 pJ), resultando nuna mayor producción d'isótopos y deterioru de material.

Suponiendo que se peracaba tol tritiu del reactor, l'amenorgamientu na fracción de la enerxía de fusión llevada polos neutrones sería de solo un 18%, asina que la principal ventaya del ciclu de combustión D-D ye que nun precisa producción de tritiu. Otres ventayes son la independencia del escasu suministru de litiu y una daqué más nidia radiación de neutrones mientres el procesu. La desventaxa de la D-D comparada cola D-T ye que'l tiempu de confinamientu (a una presión determinada) va ser 30 vegaes más llargu y la potencia producida (a una presión y volume dáu) sería 68 vegaes menor.

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Referencies[editar | editar la fonte]

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]





Energía de fusión