¿Qué es la fisión o fusión nuclear?

21 Jun ¿Qué es la fisión o fusión nuclear?

Para entender cómo funciona la energía nuclear, lo primero que debemos conocer son sus procesos. Para ello, debemos familiarizarnos con la fisión nuclear y la fusión nuclear, con las diferencias que hay entre ambas, y con las ventajas y desventajas de utilizar uno u otro sistema.

¿Qué es la fisión nuclear?

Empezaremos por explicar en qué consiste la fisión nuclear. La fisión nuclear es la reacción que se produce en el núcleo de un átomo pesado. Al capturar un neutrón incidente, ese núcleo se vuelve inestable y se divide en dos núcleos de átomos más ligeros. Estos átomos más ligeros llevan el nombre de productos de fisión. En este proceso se emiten dos o tres neutrones y rayos gamma, y se provoca el desprendimiento de grandes cantidades de energía.

Estos neutrones, a su vez, pueden ocasionar más reacciones de fisión al interaccionar con otros núcleos fisionables que emitirán nuevos neutrones, y así sucesivamente. Se trata de un efecto multiplicador al que suele dársele el nombre de reacción en cadena.

Para que esta reacción de fisión en cadena se produzca, se tienen que dar ciertas condiciones. Estas condiciones tienen que ver, por un lado, con la masa crítica del material fisionable (es decir, debe superarse un determinado umbral de cantidad en este material para que la reacción tenga lugar), y por otro lado con la geometría de ese material. La fisión podría generarse espontáneamente, pero requiere de la existencia de un neutrón con capacidad de incidir con la energía necesaria.

Los resultados de esta reacción son que, en solo una fracción de tiempo, los núcleos fisionados liberan una energía que es un millón de veces más grande que aquella obtenida a través de otros medios de producción de energía, como las de combustión a través de combustibles fósiles.

Los núcleos fisionados liberan una energía un millón de veces mayor que la obtenida.

¿Qué es la fusión nuclear?

La fusión nuclear es una reacción en la que dos átomos con dos núcleos muy ligeros se unen para formar un átomo con un núcleo más estable y pesado, con una masa ligeramente inferior a la suma de las masas de los núcleos iniciales. Este defecto de masa da lugar a un gran desprendimiento de energía. La energía producida por el Sol tiene este origen.

Para que la fusión nuclear se produzca, los núcleos de carga positiva deben ser capaces de vencer las fuerzas electrostáticas de repulsión en su aproximación. Este es el tipo de energía que se produce en el sol, lugar en el que la presión del interior del astro permite que los núcleos que protagonizan la reacción dobleguen las interacciones. Aquí en la tierra, que esta reacción se produzca sólo es posible a través de la aplicación de energía térmica, o bien mediante un acelerador de partículas.

El producto típico de este tipo de fenómeno es un átomo de helio al que se le suma un neutrón, un resultado que deriva de la combinación de dos isótopos de hidrógeno, de deuterio y de tritio.  

Diferencias entre fisión y fusión nuclear

Tanto la fisión como la fusión nuclear son reacciones nucleares que liberan la energía almacenada en el núcleo de un átomo. Pero hay importantes diferencias entre ambas. La fisión nuclear es la separación de un núcleo pesado en núcleos más pequeños, mientras que la fusión nuclear es la combinación de núcleos ligeros para crear uno más grande y pesado. 

Ventajas y desventajas de la fisión y la fusión nuclear

La fisión nuclear es la que opera en la actualidad en las centrales nucleares alrededor del mundo, por lo que sus ventajas y sus desventajas están cada vez más contrastadas. 

Entre sus beneficios podemos encontrar:

• Eficiencia a la hora de producción de energía: Se trata de un sistema que garantiza un abastecimiento estable y continuo. La producción de energía es constante y está disponible prácticamente en todo momento, asegurando la correcta operación del sistema eléctrico. 

• Una energía limpia y respetuosa con el medio ambiente: Se trata de una energía que no desprende a la atmósfera gases contaminantes (como CO2) que contribuyen al efecto invernadero, algo que sí ocurre con otras formas de producción de energía. De hecho, es la única tecnología disponible a día de hoy con la capacidad de generar tales cantidades de energía sin necesidad de combustibles fósiles.

Entre sus posibles problemáticas podemos mencionar:

• Cuestiones de seguridad: Algunos incidentes históricos en centrales nucleares ha hecho que la opinión pública sea, en cierta medida, reticente a este tipo de energía. Las regulaciones nacionales e internacionales, los organismos de supervisión y los protocolos de seguridad son los encargados de supervisar y garantizar que las centrales nucleares cumplen con la normativa y son seguras.

• Los residuos reactivos: Sin duda uno de los retos más importantes a los que se enfrenta la industria. La gestión y el almacenamiento de estos materiales puede localizarse en las propias centrales o en emplazamientos especializados. En cualquiera de los casos, una adecuada regulación en la materia sería imprescindible para poner en práctica las soluciones correspondientes de manera segura y efectiva. La fusión nuclear, por su parte, aunque aún no se haya logrado poner en marcha, solucionaría este problema, al no generar residuos reactivos (aunque podría activar de forma indirecta los materiales estructurales de las centrales de fusión). Además, supondría una fuente prácticamente inagotable de producción de energía. En la actualidad existen reactores y prototipos experimentales. Cuando se superen los escollos que aún faltan por solventar (por ejemplo la altísima temperatura necesaria para la fusión y la compatibilidad de ésta con materiales que la soporten), estaremos, sin duda, ante un cambio de paradigma importante en lo que a generación de electricidad se refiere.

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