Para empezar debemos aclarar conceptos básicos.

Las reacciones químicas son aquellas que solo afectan a intercambios electrónicos entre los átomos, es decir, solo afectan a la parte externa de los mismos, la corteza electrónica, donde se encuentran los electrones girando alrededor del núcleo.

Este último, el núcleo, contiene los protones y los neutrones y por tanto la mayor parte de la masa del átomo.
Las reacciones nucleares, son aquellas que afectan al núcleo de los átomos y por tanto a la parte interna de los mismos.

Para que se produzcan las reacciones químicas basta con que los átomos choquen entre si, como la corteza electrónica es la parte mas externa, es relativamente fácil, es decir, no necesitan llevar demasiada velocidad en el choque para que se produzcan transferencias de electrones.
Pero en el caso de la reacciones nucleares, para llegar al núcleo de los átomos se requiere primero haber quitado la parte externa, es decir, la corteza electrónica de los átomos para poder llegar al núcleo. Por tanto es necesario llevar a los átomos al estado de plasma y después superar la repulsión electrónica de los protones de los núcleos que colisionan. Todo ello se consigue calentando el combustible hasta varios millones de grados. Debemos tener en cuenta que la temperatura de los cuerpos está relacionada con la velocidad a la que se mueven las partículas que los forman.

Cuando se fusionan dos núcleos ligeros (los que están situados en los primeros lugares de la tabla periódica) para dar otro mas pesado, se libera energía pues siempre este último tiene menos masa que los anteriores y la masa que falta, según la famosa ecuación de Einstein E=m·c2 se convierte en energía.
Todo ello es cierto hasta el Hierro, núcleo mas estable, pues es en el que se libera mas energía en su formación. Pero a partir del mismo se invierte la tendencia y ya no se obtiene energía en su formación. Mas bien al contrario en los núcleos mas pesados (los que están situados en los últimos lugares de la tabla periódica) se obtiene energía con su ruptura (fisión).

Pues bien, la primera reacción de fusión, la mas simple, que se produce en las estrellas y que es el origen de su energía, es en la que dos núcleos de hidrógeno (en realidad son dos isótopos del mismo, deuterio y tritio) se unen para producir otro de Helio y desprender un neutrón y ademas liberar una gran cantidad de energía.
Cuando en las estrellas se acaba el hidrógeno, la estrella se colapsa aumenta su temperatura y comienza la fusión del Helio para dar inicialmente Berilio y al final Carbono. Y este último con Helio nos da Oxigeno. De esta forma se van generando sucesivamente elementos mas pesados.
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Pero como ya hemos dicho, mediante la fusión no se puede llegar mas allá del Hierro 56 que es el núcleo mas estable.

Nosotros intentamos reproducir la reacción mas simple, la de fusión de deuterio y tritio para dar helio.
El primer problema que se nos plantea es que para que se produzca la fusión se requiere una temperatura de varios millones de grados. Y el siguiente problema es qué recipiente utilizamos para mantener un plasma a tal temperatura.
Existen al menos dos formas de solucionarlo llamadas confinamiento inercial, método adoptado en EEUU y el confinamiento magnético, método adoptado en Europa.
En el confinamiento inercial se consigue mantener estable una pequeña esfera de combustible de unos 10 mg, haciendo incidir sobre ella varios láseres desde diferentes direcciones.
En el confinamiento magnético se consigue mantener girando un aro de plasma de combustible dentro de un recipiente de forma toroidal mediante un campo magnético. Estos reactores se les conoce como TOKAMAK.

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El primer proyecto europeo fue el JET (Joint European Torus). Construido cerca de Oxford, en el RU pero bajo el consorcio europeo Eurofusión en el que participan 29 organizaciones de investigación de 26 países europeos (Austria, Bélgica, Bulgaria, Croacia, Chipre, República Checa, Dinamarca, Estonia, Finlandia, Francia, Alemania, Grecia, Hungría, Irlanda, Italia, Letonia, Lituania, Polonia, Portugal, Rumanía, Eslovaquia, Eslovenia, España, Suecia, Suiza, Países Bajos y Reino Unido).
Se empezó a construir en 1978 aunque los primeros experimentos llegaron en 1983. Hasta su paralización en 2004 nunca se obtuvo mas energía en los experimentos de la que se necesitó emplear para que se produjeran, por lo que no llegó a ser rentable desde el punto de vista energético.

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Gran parte de lo aprendido en el JET se está utilizando en la construcción del siguiente reactor por confinamiento magnético, el ITER que se esta construyendo en el sur de Francia como un gran proyecto internacional en el que colaboran China, Europa, India, Japón, Corea, Rusia y los EE.UU.
Esta pensado para producir 10 veces mas energía de la que consume. Será una planta de 500 MW que consumirá 50 MW. Todo ello se prevé que se pueda conseguir para el año 2050.

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Para mas información:

https://www.euro-fusion.org/

http://www.iter.org/

En Portugal:

http://www.cfn.ist.utl.pt/

En España:

http://www-fusion.ciemat.es/

http://www.foronuclear.org/es/el-experto-te-cuenta/119387-ique-es-la-fusion-nuclear

 

 

 

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