Fusión nuclear

Cuando dos núcleos de hidrógeno chocan a alta velocidad, pueden fusionarse en un núcleo más pesado, liberando energía. Reacciones similares de fusión genera la enorme energía producida por el Sol y otras estrellas.

     Si bien el objetivo último de la investigación de fusión nuclear es el desarrollo de las plantas de energía de fusión para generar electricidad, la investigación sobre la fusión se encuentra todavía en una etapa temprana. Los principales combustibles involucrados sería el deuterio y el tritio, dos isótopos pesados del hidrógeno. El deuterio constituye 0,0153% de hidrógeno natural y puede ser extraído económicamente del agua de mar.

     El tritio se pueden hacer a partir de litio, que también es abundante. La cantidad de deuterio en un litro de agua puede producir tanta energía como la combustión de 300 litros de gasolina, así que no hay suficiente deuterio en los océanos para cumplir con las necesidades de energía humana durante millones de años.

     Las ventajas potenciales de la energía de fusión nuclear incluyen:

  • Una enorme oferta de combustible barato (deuterio y tritio).

  • A largo plazo, sostenible, la energía económica y segura fuente de generación de electricidad.

  • Mínimos los productos radiactivos de larga duración.

  • Posible el reciclado de algunos materiales de los reactores y combustible no quemado.

  • No hay efecto de gas invernadero.

     La tarea de construir plantas de energía de fusión es un gran desafío que implica la experiencia de los físicos del plasma en muchos Estados miembros. El combustible de deuterio-tritio debe ser calentado a aproximadamente 100 millones grados centígrados con el fin de conseguir la ignición de fusión. A estas temperaturas, el combustible se convierte en una totalmente ionizado del gas de plasma. La Sección de Física está apoyando la investigación en dos métodos generales de la fusión: el confinamiento inercial y el confinamiento magnético.

     El confinamiento inercial utiliza haces intensos de iones o de rayos láser para comprimir un tamaño de una arveja de deuterio-tritio pastilla de combustible a densidades extremadamente altas, en el que choque punto de calentamiento de onda entonces enciende el sedimento. Las centrales de fusión utilizando esta técnica sería encender pastillas de combustible varias veces por segundo en una gran cámara, y el calor resultante produciría el vapor utilizado para generar electricidad.

     Confinamiento magnético utiliza electroimanes muy potentes para contener y aislar el plasma de combustible. Una corriente muy alta es inducida en un plasma en forma de rosquilla, y auxiliares de calentamiento (por microondas, ondas de radio o vigas acelerados átomo) se utiliza para alcanzar las temperaturas de varios cientos de millones de grados centígrados durante varios segundos. Los valores de temperatura y densidad que son posibles de lograr con la tecnología de hoy son cerca de lo que sería necesario para una planta de energía de fusión.

     La Sección de Física está ayudando a los Estados miembros a aumentar los conocimientos sobre la fusión nuclear controlada y está facilitando el proyecto de investigación para construir una planta de energía de fusión: ITER, el Reactor Experimental Termonuclear Internacional.

     Mientras tanto, muchas empresas de base tecnológica relacionadas con la física del plasma y la tecnología de fusión ya están beneficiando a la sociedad a través de mejoras en los materiales (como cerámicas, metales y recubrimientos), procesos industriales (tales como la soldadura y la eliminación de desechos), la tecnología eléctrica, transporte y otros áreas científicas .

     La Sección de Física mantiene la Encuesta Mundial de Actividades en la investigación de fusión controlada .

 

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