Fusión: intrínsecamente segura pero desafiante
A diferencia de la fisión nuclear, la reacción de fusión nuclear en un tokamak es una reacción inherentemente segura. Esta es la razón por la cual la fusión aún se encuentra en la fase de investigación y desarrollo, y la fisión ya está produciendo electricidad.
¿Por qué un reactor de fusión sería más seguro que un reactor de fisión?
Las diferencias fundamentales en la física y la tecnología utilizadas en los reactores de fusión hacen imposible una fusión nuclear de tipo fisión o una reacción fuera de control. El proceso de fusión es inherentemente seguro. En un reactor de fusión, solo habrá una cantidad limitada de combustible (menos de cuatro gramos) en un momento dado.
¿Es la fusión nuclear más segura?
El proceso de fusión es inherentemente seguro. Los reactores de fusión, a diferencia de los reactores de fisión, no producen residuos radiactivos de alta actividad/larga vida. El combustible “quemado” en un reactor de fusión es helio, un gas inerte.
¿Por qué la fisión es más peligrosa que la fusión?
Una bomba de fusión es más sofisticada y difícil de fabricar, ya que requiere una temperatura mucho más alta, del orden de millones de grados centígrados. Entonces, primero se lleva a cabo una fisión para producir más energía, que luego se usa para iniciar la fusión. En una bomba de fusión, primero se debe activar un dispositivo de fisión.
¿Por qué la fusión es mejor que la fisión?
Fusion ofrece una oportunidad atractiva, ya que la fusión crea menos material radiactivo que la fisión y tiene un suministro de combustible casi ilimitado. La fisión es la división de un núcleo pesado e inestable en dos núcleos más livianos, y la fusión es el proceso en el que dos núcleos livianos se combinan y liberan grandes cantidades de energía.
¿Cuál es la principal desventaja de la fusión?
Pero los reactores de fusión tienen otros problemas serios que también afectan a los reactores de fisión actuales, incluidos los daños por radiación de neutrones y los desechos radiactivos, la posible liberación de tritio, la carga sobre los recursos de refrigerante, los costos operativos desmesurados y el aumento de los riesgos de proliferación de armas nucleares.
¿Cuáles son las desventajas de la energía de fusión?
Un inconveniente reconocido desde hace mucho tiempo de la energía de fusión es el daño por radiación de neutrones a los materiales expuestos, lo que provoca hinchazón, fragilidad y fatiga.
¿Las bombas nucleares son de fisión o de fusión?
Las bombas atómicas se basan en la fisión, o división de átomos, al igual que las plantas de energía nuclear. La bomba de hidrógeno, también llamada bomba termonuclear, utiliza la fusión, o la unión de núcleos atómicos, para producir energía explosiva. Las estrellas también producen energía a través de la fusión.
¿Por qué la fusión nuclear es mala?
La fusión nuclear no genera desechos nucleares de larga vida y alta actividad. La radiación de los componentes en un reactor de fusión no es suficiente para que los materiales se reutilicen o reciclen en siglos.
¿Es la fusión más limpia que la fisión?
La fusión ocurre cuando dos átomos chocan entre sí para formar un átomo más pesado, como cuando dos átomos de hidrógeno se fusionan para formar un átomo de helio. Este es el mismo proceso que alimenta al sol y crea enormes cantidades de energía, varias veces mayor que la fisión. Tampoco produce productos de fisión altamente radiactivos.
¿Qué sucede si falla un reactor de fusión?
Si alguno de los sistemas falla (como el campo magnético toroidal de confinamiento) o si, por accidente, se pone demasiado combustible en el plasma, el plasma terminará naturalmente (lo que llamamos “perturbación”), perdiendo su energía muy rápidamente y extinción antes de que se produzca cualquier daño sostenido a la estructura.
¿Es teóricamente posible la fusión fría?
“No hay ninguna razón teórica para esperar que la fusión fría sea posible, y una gran cantidad de ciencia bien establecida dice que debería ser imposible”, dice Close, quien participó en los esfuerzos para replicar el experimento original de 1989.
¿Existen los reactores de fusión?
Varias docenas de tokamaks están ahora en funcionamiento en todo el mundo. El primero en demostrar la fusión a una escala significativa (10 MW) fue el dispositivo Tokamak Fusion Test Reactor (TFTR) en el Laboratorio de Física de Plasma de Princeton, aunque desde entonces se ha cerrado.
¿Cuáles son los problemas con los humanos que crean una reacción de fusión?
Estos problemas comprenden el calentamiento del plasma, el confinamiento y escape de energía y partículas, la estabilidad del plasma, el calentamiento de partículas alfa, los materiales del reactor de fusión, la seguridad del reactor y la compatibilidad ambiental.
¿Cuánta energía produciría un reactor de fusión?
En la actualidad, los dispositivos de fusión producen más de diez megavatios de potencia de fusión. ITER será capaz de producir 500 megavatios de energía de fusión. Aunque esto tendrá la escala necesaria para una central eléctrica, todavía hay algunos problemas tecnológicos que abordar antes de que una central eléctrica comercial pueda operar.
¿La fusión requiere altas temperaturas?
Primero, la fusión requiere temperaturas extremadamente altas para dar a los átomos de hidrógeno suficiente energía para superar la repulsión entre los protones. Se debe usar energía de microondas o láser para calentar los átomos de hidrógeno a las temperaturas necesarias. En segundo lugar, se necesitan altas presiones para apretar los átomos de hidrógeno lo suficientemente cerca como para fusionarse.
¿Se puede armar la fusión nuclear?
A diferencia de los reactores nucleares convencionales, los reactores de fusión no pueden fundirse y no producen material radiactivo que pueda convertirse en arma o que requiera una eliminación especial. Las preocupaciones ambientales y de seguridad con los reactores de fusión son mínimas, y el deuterio y el litio necesarios para el combustible se pueden extraer del agua de mar.
¿Qué tan eficiente es la fusión nuclear?
Eficiencia energética. Un kilogramo de combustible de fusión podría proporcionar la misma cantidad de energía que 10 millones de kilogramos de combustible fósil. Una central eléctrica de fusión de 1 gigavatio necesitará menos de una tonelada de combustible durante un año de funcionamiento.
¿Qué tan cerca estamos de la fusión nuclear?
Hay un viejo chiste entre los científicos: “El poder de la fusión está a solo treinta años de distancia, y siempre lo estará”. Si bien esto puede haber sido cierto en el pasado, la investigación moderna nos ha acercado 20 años más. En 2019, los investigadores británicos tenían como objetivo hacer realidad la fusión para 2040, este año dicen que sucederá para 2030.
¿Las bombas de hidrógeno usan fusión?
bomba termonuclear, también llamada bomba de hidrógeno, o bomba H, arma cuyo enorme poder explosivo resulta de una reacción en cadena autosostenida descontrolada en la que los isótopos de hidrógeno se combinan bajo temperaturas extremadamente altas para formar helio en un proceso conocido como fusión nuclear.
¿Quién tiene la bomba de hidrógeno?
Se sabe que Estados Unidos, Gran Bretaña, Francia, Rusia (como la Unión Soviética) y China han realizado pruebas con armas de hidrógeno. Todas estas naciones son firmantes del Tratado de No Proliferación (TNP), un acuerdo que busca limitar la proliferación de armas nucleares.
¿La fisión o la fusión producen más energía?
Energía abundante: la fusión de átomos de forma controlada libera casi cuatro millones de veces más energía que una reacción química como la quema de carbón, petróleo o gas y cuatro veces más que las reacciones de fisión nuclear (a igual masa).
¿Por qué es tan difícil la fusión?
Debido a que la fusión requiere condiciones tan extremas, “si algo sale mal, entonces se detiene. No persiste el calor después del hecho”. Con la fisión, el uranio se divide, por lo que los átomos son radiactivos y generan calor, incluso cuando termina la fisión. Sin embargo, a pesar de sus muchos beneficios, la energía de fusión es una fuente difícil de lograr.
¿Es ITER una pérdida de dinero?
Un libro de divulgación científica Sun in a Bottle lo denominó la “ciencia de las ilusiones”. Los opositores políticos en Europa dicen que ITER ha desperdiciado enormes cantidades de dinero público en una supuesta tecnología milagrosa. En la actualidad, los científicos del ITER son cautelosos con respecto a los plazos y reconocen que faltan décadas para las plantas de fusión a gran escala.
¿La energía de fusión es renovable?
La fusión nuclear es vista por muchos como el santo grial de la energía limpia y renovable. Aunque estudiado desde la década de 1920, los científicos aún tienen que superar los problemas tecnológicos y económicos de este proceso que promete entregar energía en el futuro.