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La fusión nuclear es algo que pueda llamar bastante la atención, ya que es lo contrario a la fisión nuclear, que es como funcionan actualmente las centrales nucleares. Las centrales actuales tienen una reacción nuclear a la que llamamos fisión, es decir, que el núcleo del átomo, comúnmente el uranio-235, se divide en varios núcleos distintos, generando así energía. De modo que la fusión nuclear es fusionar núcleos de átomos para generar la energía, esta reacción es la que proporciona la energía de nuestro sol.

Voy a presentar cómo son las reacciones nucleares que ocurren, primero un ejemplo de la fisión y luego la fusión:

^{235}U + ^{1}n \longrightarrow  ^{144}Ba + ^{90}Kr + 2 ^{1}n

Donde el primer neutrón produce la fisión del uranio en bario, kriptón y dos neutrones que hacen que continúe la reacción en cadena. La energía que se produce en este tipo de reacciones viene determinada por la famosa E = \Delta m * c^{2}, siendo \Delta m la diferencia de masas de los reactivos y los productos y siendo c la velocidad de la luz en el vacío.

Ahora la reacción de una fusión nuclear es:

^{2}H + ^{3}H \longrightarrow ^{4}He + ^{1}n

Donde ^{2}H, que es un átomo de deuterio (D), es decir, un núcleo de Hidrógeno pero con un neutrón, se hace fusionar con un átomo de tritio (T), ^{3}H, Hidrógeno pero con dos neutrones, generando así un átomo de Helio ^{4}He y un neutrón ^{1}n. La energía de estas reacciones se saca igualmente que en la fisión nuclear, mediante E = \Delta m * c^{2}.

El ITER (International Thermonuclear Experimetal Reactor) es, como su nombre indica, un reactor termonuclear experimental, en el que colaboran China, la Unión Europea, India, Japón, Corea, Rusia y Estados Unidos. Este reactor será de fusión nuclear, que en condiciones normales en la tierra no se puede dar ya que se necesitan temperaturas de 150 * 10^{6} ºC , que en el sol se da pero aquí no. Por eso se está construyendo el Tokamak, cuyo diseño está ideado para captar el calor de la fusión por sus paredes y usarlo para producir vapor de agua al igual que una central convencional.

Sección del Tokamak

La forma de darse la fusión nuclear es que a altas temperaturas se separan del núcleo los electrones de modo que el gas de Hidrógeno ahora se convierte en plasma, dándose así las condiciones necesarias para que se produzca la fusión. Para más información sobre el funcionamiento del reactor recomiendo la propia página de información del ITER.

Así un beneficio de la fusión nuclear es que el único residuo sería el Helio gas, dejando de lado los tan odiados generalmente residuos radiactivos, que realmente guardados con precaución no causan peligro.

Pero el problema del Tokamak es que está en un periodo de experimentación. Según la timeline que tienen en la página oficial el primer plasma es esperado en diciembre de 2025, empezando las operaciones con deuterio y tritio en 2035, siendo el periodo de 2025-2035 de calentamiento de la maquinaria. También puede ser un problema la propia obtención y aislamiento del combustible, ya que encontramos un átomo de tritio cada 10^{17} átomos de hidrógeno, os dejo más información interesante sobre el tritio, como diferentes aplicaciones y utilidades aquí.

En conclusión, el futuro de la energía nuclear es la fusión, siendo más limpia que la fisión en el proceso de producción de energía, pero todavía queda para poder seguir viendo avances en este campo. Igualmente el proyecto ITER es complejo, así que este artículo lo he escrito para que se tome más como una breve explicación de la fusión nuclear y una introducción al proyecto que es el ITER, dejando abierta la posibilidad de futuros artículos en los que se desarrolle más lo que es el proyecto y los problemas y dificultades que conlleva.

Bibliografía:

Imágenes: ITER

Información: Página del ITER, energia-nuclear.net y mis apuntes del tema de Física cuántica y nuclear de segundo de bachillerato

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