Fisión y Fusión Nuclear: Funcionamiento y Diferencias Energéticas
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Diferencias de temperatura en la energía nuclear
En la fusión... y por mucho.
Cuando la temperatura de un reactor de fisión está por encima de los 2000 ºC, estaríamos hablando de una emergencia. Pero cuando la temperatura en un reactor de fusión (que aún no funciona como debiera) supera los 40 000 000 ºC, los ingenieros preferirían que estuviera a 100 000 000 ºC.
El dominio de la fisión nuclear
Pasando a lo segundo, la fisión se domina desde hace varias décadas y es el principio por el cual funcionan las actuales plantas atómicas; es relativamente simple de realizar.
La mayoría de los reactores nucleares consisten en barras de óxido de uranio enriquecido que se introducen en un medio "moderador" (grafito, agua pesada, etc.) que desacelera los neutrones para darles mayores posibilidades de encontrarse con un átomo fisionable.
La física detrás de los nucleones
La cosa es así: los nucleones (nombre genérico de protones y neutrones) se mantienen unidos por una poderosa fuerza llamada "interacción nuclear" que, sin embargo, es de muy poco alcance. Cuando un átomo es muy pesado (como en el caso del uranio), hay muchos protones, y los protones, por ser todos de la misma carga, intentan separarse.
Pero la fuerza nuclear que actúa sobre cada nucleón ya no se suma; al ser tan poco el alcance de la interacción nuclear, no importa cuántos nucleones se agreguen, la fuerza de unión sobre cada nucleón no aumenta, pues cada uno es influenciado solo por los nucleones más próximos a él.
Generación de energía por división
Pero si se divide este átomo pesado en dos átomos más ligeros (por lo general, el uranio se divide en kriptón y bario), estos nuevos átomos necesitan menos energía para mantenerse estables, pues la fuerza electromagnética ya no se suma, así que nos entregan la energía restante en forma de luz, radiación y calor.
El proceso de la fusión nuclear
La fusión es la unión de dos átomos pesados. Dos isótopos del hidrógeno, el tritio y el deuterio, se unen para formar un átomo de helio, liberando energía en el proceso; más que en la fisión.
Pero como ambos átomos tienen la misma carga (pues ambos son hidrógeno), son renuentes a unirse. Hay que calentar estos átomos a temperaturas de millones de grados para que su movimiento los haga chocar y unirse. Aun con la tecnología más moderna, no se ha logrado mantener la fusión por más de unas fracciones de segundo, y solo se ha logrado obtener la mitad de la energía que se invierte en iniciar y mantener la reacción; el brillo amarillo en este video es fusión.