![\"\"](\"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/3\/3b\/Deuterium-tritium_fusion.svg\/220px-Deuterium-tritium_fusion.svg.png\")
![\"\"](\"http:\/\/82.223.160.213\/teknoskopioa\/2006\/irudiak\/argazkiak\/04-04_Arg1.jpg\")
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Fusi\u00f3n de deuterio<\/a> con tritio<\/a>, por la cual se producen helio 4, se liberan un neutron\u00a0 y se generan 17,59 MeV de energ\u00eda, como cantidad de masa apropiada convertida de la energ\u00eda cin\u00e9tica de los productos, seg\u00fan la f\u00f3rmula E = \u0394m c2<\/sup><\/em>. En realidad, lo que estamos intentando hacer, es copiar lo que hace el Sol y todas las estrellas del Universo.<\/p>\n El mundo, como el Universo mismo, funciona porque la energ\u00eda est\u00e1 presente y hace posible los cambios y transiciones de fase que se producen en las cosas, en los planetas y en las estrellas que, con el paso del tiempo van cambiando al mismo tiempo que consumen energ\u00eda. As\u00ed las cosas, tenemos que convenir que la energ\u00eda, es muy necesaria para todo y tambi\u00e9n, para el progreso y continuidad de nuestras modernas sociedades.<\/p>\n Una de las posibles energ\u00edas que se investigan y se est\u00e1 tratando de dominar es la llamada energ\u00eda de fusi\u00f3n que consiste, en hacer lo mismo que hacen las estrellas del cielo \u201cfusionar materiales ligeros en otros m\u00e1s pesados produciendo, en el proceso, mucha energ\u00eda\u201d.<\/p>\n El sue\u00f1o de los cient\u00edficos est\u00e1 centrado en conseguir esa clase de energ\u00eda -que tiene muchos inconvenientes a la hora de plasma<\/a>rla en realidad-, de una manera que posibilite ser generada en condiciones ambientales normales consiguiendo la reacci\u00f3n precisa pero, las estrellas necesitan hacerlo con plasma<\/a> a m\u00e1s de quince millones de grados.<\/p>\n Claro que calentar en la Tierra combustible a tan alt\u00edsimas temperaturas, del orden de 160 millones de grados (equivalente a una energ\u00eda por part\u00edcula de 15 keV) en el caso de la reacci\u00f3n m\u00e1s accesible, que es la que se realiza con Deuterio y Tritio para dar lugar a un Neutr\u00f3n m\u00e1s un n\u00facleo de Helio o part\u00edcula Alfa:<\/p>\n D + T \u2192 He (3,5 MeV) + n (14,1 Mev)<\/p>\n Una central el\u00e9ctrica de fusion utilizar\u00eda como materias primas deuterio<\/a>, un is\u00f3topo que supone el 0,03% del hidr\u00f3geno terrestre, y tritio<\/a>, otro is\u00f3topo del hidr\u00f3geno que no existe en la Naturaleza pero que se puede obtener de otro elemento muy abundante y distribuido por todo el planeta, el litio, siguiendo la reacci\u00f3n:<\/p>\n N + Li \u2192 T + He<\/p>\n En la que se utilizan los propios neutrones<\/a> de 14,1 MeV generados en la fusi\u00f3n.<\/p>\n Las reservas de Deuterio en el agua de la corteza terrestre y las de Litio, en minas de Sal o en las propias sales disueltas en el agua del Mar, permitir\u00edan alimentar a la Humanidad de energ\u00eda de fusi\u00f3n durante millones de a\u00f1os. Por otro lado, la emisi\u00f3n del reactor al exterior se compone b\u00e1sicamente de helio, un gas que es inocuo para las personas y el medio ambiente y que ni siquiera se acumula en la atm\u00f3sfera sino que se escapa al espacio gradualmente, pero adem\u00e1s, tiene aplicaciones industriales.<\/p>\n As\u00ed que, como aquel que dice, de un plumazo, habr\u00edamos solucionado el problema de la contaminaci\u00f3n y, los residuos, no s\u00f3lo no ser\u00edan nocivos como ocurre con los que producen las Centrales Nucleares, sino que, por el contrario, se podr\u00edan aprovechar.<\/p>\n Claro que las cosas nunca han resultado f\u00e1ciles, y, todos los logros der la Humanidad han sido largos y a veces hasta penosos. Para conseguir la fusi\u00f3n de n\u00facleos de Deuterio y Tritio de forma energ\u00e9ticamente rentable ser\u00eda necesario, calentar el combustible a temperaturas de centenares de millones de grados. A estas temperaturas el combustible se encuentra en estado de Plasma, es decir, un gas de iones y electrones<\/a> libres con carga el\u00e9ctrica neta cero y con un comportamiento colectivo. La f\u00edsica de este plasma<\/a> y la manera de confinarlo sin barreras materiales, inviables a tales temperaturas, es el objetivo principal de la investigaci\u00f3n en el campo de la fusi\u00f3n.<\/p>\n \u00bfC\u00f3mo se est\u00e1 procediendo para conseguir tal maravilla?<\/p>\n El esfuerzo est\u00e1 encaminado, en su mayor parte, en la b\u00fasqueda de un Campo magn\u00e9tico capaz de mantener confinado el Plasma. Las part\u00edculas cargadas en el seno de un campo magn\u00e9tico describen trayectorias helicoidales cuyos ejes son aproximadamente las l\u00edneas de campo. A las temperaturas y campos magn\u00e9ticos t\u00edpicos, de decenas de keV y varios Tesla,el radio de giro de la h\u00e9lice, denominado radio Larmor, es del orden de una d\u00e9cima de mil\u00edmetro para los electrones<\/a> y varios mil\u00edmetros para los iones de deuterio<\/a> y tritio<\/a>. De esta forma iones y electrones<\/a> quedan virtualmente atrapados, pudiendo desplazarse s\u00f3lo a lo largo de las l\u00edneas del campo. Si cerramos las l\u00edneas del campo sobre s\u00ed mismas utilizando una geometr\u00eda toroidal, podemos mantener confinado el plasma<\/a>.<\/p>\n Al d\u00eda de hoy existen dos grandes familias de dispositivos de confinamiento magn\u00e9tico con geometr\u00eda toroidal, conocidos como Tokamak<\/em> y Stellarator<\/em>. Los dos conceptos son dos formas diferentes de resolver un problema intr\u00ednseco de la configuraci\u00f3n magn\u00e9tica toroidal: la generaci\u00f3n del campo magn\u00e9tico confinante, lo cual, no resulta nada f\u00e1cil.<\/p>\n No vamos explicar aqu\u00ed y ahora los resultados de estos dos sistemas y los beneficios alcanzados por los mismos, ser\u00eda muy t\u00e9cnico y largo de explicar.<\/p>\n El tiempo ha ido pasando y, desde aquellos primeros momentos y pruebas, se ha ido aprendiendo y mejorando las t\u00e9cnicas hasta llegar al Proyecto ITER que ha mejorado todo lo anterior en pr\u00e1cticamente cinco \u00f3rdenes de magnitud. Se ha mejorado el confinamiento mediante la construcci\u00f3n de experimentos de mayor tama\u00f1o y eficiencia, se han desarrollado m\u00e9todos para calentar el Plasma hasta las temperaturas de decenas de keV, se han desarrollado sofisticados sistemas para el control de la corriente del Plasma e incluso se han realizado los primeros experimentos de generaci\u00f3n de neutrones<\/a> y part\u00edculas Alfa que tuvieron lugar por primera en 1991 en el JET, el mayor tokamak del mundo con 100 m\u00b3 de Plasma.<\/p>\n En 1994 el Tokamak TFTR de Princeton (EE UU) alcanz\u00f3 potencias de fusi\u00f3n de 11 MW, y JET de nuevo en 1997, alcanz\u00f3 los 16 MW pero todav\u00eda lejos de obtener una ganancia energ\u00e9tica neta, ya que para poder hacerlo hicieron falta 24 MW, m\u00e1s de lo que se logr\u00f3 generar.<\/p>\n El objetivo est\u00e1 centrado en obtener en el ITER diez veces m\u00e1s de energ\u00eda que la necesaria para mantener el Plasma, o en otros t\u00e9rminos mantener un factor de amplificaci\u00f3n de Q = 10. ITER ser\u00e1 todav\u00eda un experimento y no ser\u00e1 un Generador de electricidad hasta que no consiga este objetivo propuesto.<\/p>\n Aqu\u00ed, en todo este \u201cmundillo\u201d de la fusi\u00f3n nuclear, el campo tecnol\u00f3gico implicado es alucinante y obliga, para conseguir los objetivos, a unos avances en el campo de fuerza magn\u00e9tica que, a muchos, est\u00e1 dejando con la boca abierta por el asombro. Sin embargo, falta mucho para conseguir lo propuesto.<\/p>\n Aqu\u00ed, el problema fundamental que se presenta es el de los materiales que son necesarios para el Reactor, no sirven los materiales que tenemos y, sin m\u00e1s remedio, habr\u00e1 que investigar para conseguir materiales m\u00e1s eficientes y que puedan, soportar, lo que en ese trabajo se les requiere.<\/p>\n Los dos desaf\u00edos fundamentales son:<\/p>\n a)\u00a0\u00a0 El problema de la interacci\u00f3n Plasma-pared. Aunque el campo magn\u00e9tico confina el campo de alta temperatura, inevitablemente la difusi\u00f3n hace que las part\u00edculas acaben alcanzando la pared, dando lugar a cargas t\u00e9rmicas que pueden alcanzar los 10 MW\/m\u00b2 y causando una importante erosi\u00f3n a los materiales de la misma. Para paliar este problema, se est\u00e1 trabajando en dos frentes que, posiblemente, puedan solucionarlo.<\/p>\n b)\u00a0\u00a0 Materiales resistentes a neutrones<\/a>. Las reacciones de fusi\u00f3n nuclear generan neutrones<\/a> de 14 MeV de energ\u00eda que producen da\u00f1os en el material estructural del Reactor, as\u00ed como burbujas de Hidr\u00f3geno y Helio que empeoran las propiedades del mismo. Y, otra reacci\u00f3n que producen esos neutrones<\/a> es que, materiales estables se convierten en radiactivos, dando lugar a residuos indeseables aunque de media y baja actividad y no tan malos como los del Uranio, s\u00ed deben ser custodiados adecuadamente.<\/p>\n El ITER estar\u00e1 equipado con unos peque\u00f1os m\u00f3dulos de prueba para la regeneraci\u00f3n de tritio<\/a> a partir de compuestos de litio, pero no contar\u00e1 con un sistema completo capaz de producir todo el tritio<\/a> que consuma. Estos sistemas son absolutamente necesarios en un Reactor Productor de electricidad y suponen un formidable desaf\u00edo tecnol\u00f3gico ya que han de cumplir con la triple funci\u00f3n de regenerar el tritio<\/a>, extraer las energ\u00edas que transportan los neutrones<\/a> y servir de blindaje para que no lleguen neutrones<\/a> a las bobinas superconductoras y otros componentes sensibles.<\/p>\n Al d\u00eda de hoy son varios los programas en desarrollo que andan a la b\u00fasqueda de la Fusi\u00f3n Nuclear, unos est\u00e1n financiado por varios pa\u00edses, otros por pa\u00edses individuales y, alguno, son de iniciativa particular de Empresas.<\/p>\n Seguramente, dentro de 40 a\u00f1os, cuando miremos hacia el pasado de la Fusi\u00f3n Nuclear, nos parecer\u00e1n rudimentarios estos proyectos que hoy, son de la m\u00e1s alta tecnolog\u00eda que tenemos pero, en la ciencia, siempre ser\u00e1 as\u00ed.<\/p>\n Publica: emilio silvera<\/p>\n Fuente: Revista de F\u00edsica Volumen 27, n\u00famero 2 de 2.013<\/p>\n Autores: F. Castej\u00f3n, C. Hidalgo y J. S\u00e1nchez<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/3.bp.blogspot.com\/-9NnQt6IutVE\/T6vdcDYymaI\/AAAAAAAAAak\/YfjnzxQ0geo\/s1600\/Imagen1.jpg\")
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