A raiz del artículo de ayer sobre el reactor de General Fusion, me han llegado bastantes preguntas sobre este tema, que voy a responder en varios artículos; este es el primero de la serie, donde explicaré las ventajas que tiene la fusión sobre la fisión nuclear
La fisión nuclear consiste en romper un átomo pesado produciendo dos o mas átomos mas ligeros, mientras que la fusión es el proceso inverso; aquí fundimos varios átomos ligeros formando un átomo mas pesado. Las centrales nucleares actuales son de fisión y su funcionamiento se basa en romper los átomos de uranio 235 produciendo estroncio y xenón. (cada átomo de uranio 235 se rompe produciendo un átomo de estroncio y otro de xenón).
Actualmente la fusión es solo una posibilidad y los reactores que existen son piezas de laboratorio destinadas a la experimentación. Estos reactores utilizan como combustible deuterio y tritio (los isótopos de hidrógeno) en una reacción en la que un átomo de deuterio y otro de tritio se unen formando un átomo de helio.
Si tanto la fusión como la fisión son reacciones nucleares, ¿Por que existe tanto interés en la fusión? Estas son las ventajas de la fusión respecto de la fisión:
- Mayor eficiencia: En la fisión se transforma en energía aproximadamente el 1% de la materia, mientras que en una reacción de fusión se transforma aproximadamente el 5% de la materia en energía. Esto significa que, a igual masa de combustible, la fusión producirá una cantidad de energía mucho mayor.
- El combustible es mas abundante: Las centrales de fisión utilizan uranio 235, que es un elemento muy escaso; de hecho, se cree que las reservas de uranio pueden durar unos 100 años. Respecto a los combustibles para la fusión, el deuterio se extrae de la llamada agua pesada, que representa el 0.015% del total de agua existente en el planeta; en porcentaje es una cantidad muy pequeña, pero si pensamos en la cantidad total de agua que hay en el planeta, la cantidad total es gigantesca. El tritio es un elemento muy escaso en la naturaleza, pero se puede obtener por desintegración del litio, un metal bastante abundante. La desintegración del litio la pueden realizar los propios reactores de fusión.
- No hay residuos radioactivos: La desintegración del uranio produce elementos radioactivos que han de almacenarse durante siglos hasta que su actividad se reduzca (son los famosos residuos radioactivos). En el caso de la fusión, el residuo producido es helio, un gas que ademas de ser totalmente inocuo tiene un importante valor económico.
Ademas, existe otra ventaja muy importante, pero que requiere una explicación mas detallada. La fisión es un proceso natural, mientras que la fusión es un proceso artificial. Para producir la fisión, basta con reunir una masa de uranio suficiente (la llamada masa crítica) y la radioactividad natural del uranio pondrá en marcha la reacción de fisión. La maquinaria que equipa la central nuclear tiene como misión mantener controlada esta reacción. En el caso de la fusión, para que se produzca es preciso calentar y comprimir la mezcla de deuterio y tritio hasta alcanzar el punto en que se iniciará la reacción. La maquinaria que equipa el reactor tiene la misión de producir estas condiciones a fin de que se produzca la reacción.
De lo dicho en el párrafo anterior se desprende que, si en una central de fisión se produce una avería, lo que ocurrirá es que la reacción nuclear quedará fuera de control, mientras que si la avería se produce en una central de fusión lo que ocurrirá es que la reacción se detendrá. Dicho con otras palabras, la fisión es insegura por naturaleza mientras que la fusión es segura por naturaleza.
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21 respuestas ↓
1 Ventajas de la fusión sobre la fisión nuclear // 15 de Febrero de 2008 a la(s) 6:53 pm
[…] Ventajas de la fusión sobre la fisión nuclearteleobjetivo.org/blog/ventajas-de-la-fusion-sobre-la-fision-… por mezvan hace pocos segundos […]
2 luu // 15 de Febrero de 2008 a la(s) 10:52 pm
Lo que no produce residuos nucleares es falso, no produce desechos de la fusión nucleares, aunque no se cuan estable sera el helio-3, pero todo cuanto soporte radiación del reactor se volverá radiactivo, el hierro gana un protón y se vuelve un tipo de isotopo de cobalto que es radiactivo(no es una reacción al 100% pero es la principal causa de radiactividad remanente de las explosiones), sin contar los metales que lleve aleados.
3 Iñaki // 15 de Febrero de 2008 a la(s) 11:59 pm
luu, ¿a qué te refieres con “todo cuanto soporte radiación del reactor se volverá radiactivo”? El reactor no es radiactivo de por sí. Y los materiales que se meten ahí tampoco. En la fisión sí: el uranio es radiactivo y los subproductos también por ser isótopos inestables.
Y con respecto a lo natural o artificial de cada proceso… pues según cómo se mire. Porque para producir la fisión tenemos que poner determinados isótopos de uranio en unas condiciones especiales para que se dé la reacción. Y la fusión se da también de forma natural en las estrellas.
4 monti // 16 de Febrero de 2008 a la(s) 1:01 pm
lulu: La radiación que genera la reacción de fusión es absorbida por el escudo de litio que se usa para fabricar tritio, con lo que la radiación residual es mínima, de manera que, aunque es cierto que al final de la vida útil de la central algunos componentes se habrán vuelto radioactivos, la cantidad de residuos generada será muy pequeña.
5 monti // 16 de Febrero de 2008 a la(s) 1:03 pm
Iñaki: Cuando hablo de “proceso natural” me refiero a que la fisión es algo que se produce de forma espontánea, sin necesidad de maquinarias o equipos que lo mantengan en marcha.
6 Iñaki // 16 de Febrero de 2008 a la(s) 5:00 pm
En tal caso, la fusión se produce en las estrellas sin necesidad de maquinarias o equipos que la mantengan en marcha, luego podríamos decir que es un proceso natural.
Por otra parte, no es del todo cierto lo que dices. Puede darse, pero rara vez un átomo se romperá de forma espontánea. Las reacciones de fisión se producen al bombardear los núcleos con otras partículas, generalmente neutrones. Y esto de natural tiene poco…
7 Iñaki // 16 de Febrero de 2008 a la(s) 5:11 pm
Ah! Y otra cosa, reunir la cantidad de masa crítica de uranio no desencadena la reacción, como dices en el post. La masa crítica asegura que, una vez iniciada la fisión, ésta se mantenga por sí sóla. El inicio se da, como he dicho en el comentario anterior, al bombardear el material con neutrones (u otras partículas). Esto produce el desencadenamiento con el rompimiento de al menos un núcleo de uranio. Este núcleo deja escapar más neutrones que impactan contra otros, rompiéndolos también. Y así sucesivamente. Si hemos reunido la masa crítica, este proceso seguirá de manera estable. Si no hay suficiente masa, escapan demasiados neutrones de forma que la reacción se para.
Creo que sería bueno que lo aclararas.
Un saludo,
8 xa2 // 19 de Febrero de 2008 a la(s) 9:40 am
Yo creo que a lo que se refiere es que, una vez iniciadas las reacciones, en el caso de la fisión una falta de control, un fallo técnico, originaría fisión descontrolada, mientras que si hay un fallo técnico en el caso de la fusión, si se “descontrola”, esta se “apaga”, luego la posibilidad de accidente nuclear es mucho menor.
9 monti // 21 de Febrero de 2008 a la(s) 12:32 am
Iñaki: Me temo que la Tierra resulta como un pelín bastante inviable reunir las 1,9891 × 10^27 toneladas de hidrógeno que se necesitan para fabricar una estrella como el Sol, así que si queremos producir la presión y temperatura necesaria para generar una reacción de fusión es utilizando máquinas que compriman y calienten el gas.
Es decir, que para nosotros, pobres humanos, es totalmente imposible producir una reacción de fusión que, una vez iniciada, se mantenga por si sola, sin ayuda externa, algo que si ocurre con las reacciones de fisión.
10 monti // 21 de Febrero de 2008 a la(s) 12:39 am
xa2 : Exactamente. La reacción de fisión, una vez iniciada, se mantiene por si solas; lo único que podemos hacer es vigilar que no se descontrole, que es justamente la misión de los equipos que hay en una central nuclear. ¿Y que pasa si esos equipos fallan y la reacción queda fuera de control? Pues que tenemos servido un Chernobil.
En una reacción de fusión, la función de la maquinaria es mantener “encendida” la reacción, de manera que si hay una avería, esta se apagará en el acto.
En una central de fusión, el peor accidente imaginable es un fallo en el sistema de contención del plasma, lo cual solo produciría daños leves en las paredes internas del reactor, ya que la masa del plasma es muy pequeña, inferior a un gramo, con lo que su capacidad destructiva es mínima.
11 Iñaki // 21 de Febrero de 2008 a la(s) 1:03 am
monti: en ningún momento he dicho lo contrario. ¿O sí? Sólo quería apuntar que la denominación de natural o artificial es un poco relativa, no le busques tres pies al gato; y que la fisión no se inicia por sí sola tan sólo con reunir la masa suficiente, además hay que bombardearla con neutrones.
12 luis // 1 de Marzo de 2008 a la(s) 11:47 pm
La fisión es más “natural” (si eso significa algo) de lo que parece.
Reunida la masa crítica, no es necesario bombardear con nada, neutrones de la atmósfera ya lo hacen. Una bomba-A se detona sólo juntando masa crítica.
Y según el libro de un biogeoquímico que no recuerdo, ciertos yacimientos de minerales de uranio (que sólo se forman en atmósferas sin oxígeno, hace + de 2000 Ma) ya experimentaron ciclos de fisión-reposo AUTOcontrolados. Esto es posible porque la leña nuclear arde mejor mojada: la reacción sólo se mantiene si los neutrones generados son frenados por agua (o grafito) que se evapora al descontrolarse la reacción.
13 José Alsina // 19 de Agosto de 2008 a la(s) 5:06 pm
Quisiera comentarles un posible experimento de fusión nuclear. Mi correo es josealsinamaspera@hotmail.com. Gracias
14 GERA // 22 de Septiembre de 2008 a la(s) 3:07 am
QUE TAN CIERTO ES QUE LOS DESECHOS DE LA FUSION ( MUCHO O POCOS ) TIENEN UNA VIDA CORTISIMA EN RELACION A LOS DE UNA FISION…
15 joan eliezer poblete acosta // 24 de Septiembre de 2008 a la(s) 10:19 pm
yo opino que el colegio saint joseph vale pico
16 Euskaraturiko Testuak » Blog Archive » Ventajas de la fusión sobre la fisión nuclear // 25 de Noviembre de 2008 a la(s) 11:57 am
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17 ETIZ » Blog Archive » Itzulpena (gazt): Fusio nuklearraren abantailak fisioarekin alderatuta // 14 de Diciembre de 2008 a la(s) 5:37 pm
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18 lissa // 8 de Mayo de 2009 a la(s) 4:49 am
mmmm para mi estudiante de bachiilleratoo
ess muii buuena iinfoo paraa unn artiicuulo o más bnn una noota perioodiistiica de la fusion nuclear usada para eliminar residuos nucleares de laa fussiioon..!! ii ahoora qoon esstooss
funndamenntoss… o innfoo.. puedo entender máss estee teema..!! graxx..!!
C=
19 Fer // 31 de Octubre de 2009 a la(s) 1:42 am
Queria consultar si alguno de ustedes sabe de q manera la energía producida por la fusión se transforma en electricidad..si es de la mnera clasica que consiste en calentar agua hasta que se transforme en vapor para hacer girar un generador o de alguna otra manera
20 diego // 11 de Diciembre de 2009 a la(s) 5:55 am
fer,efectivamente,todo funciona como cualquier central clasica,ya sea un ciclo combinado ,termica etc lo unico que cambia es la fuente de calor para producir calor,que es la energia liberada al romper los atomos de uranio,en esas colisiones se libera calor,muchiiisima calor,ese uranio esta dentro de unas barras que se calientan y al pasar el agua a traves de ellas se produce el vapor,aunque es un poquito mas complicado(circuito primario,secundario etc) pero asi de simple.
21 elvis fuentes // 10 de Febrero de 2010 a la(s) 12:42 am
los felicito por ser tan talentosos¡¡¡¡ de verdad que esta pag es la mejor que he visto y gracias pos las respuestas de ventajas de la fusion y fision nuclear gracias de verdad
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