Estrellas de bolsillo

Miguel Velasco Santos 1ºA  nº32

  Para transformar la energía, el ser humano ha creado distintos tipos de mecanismos, centrales, máquinas... Las consecuencias de muchos de estos inventos han sido el cambio climático, catástrofes nucleares, la contaminación radiactiva posterior a estas... ¡Ya está bien! ¡Ya está bien! Ya hemos destrozado el planeta lo suficiente, ya hemos extinguido suficientes especies... ¡Ya está bien! 

  La naturaleza sigue un equilibrio en el que todo está calibrado, todo está controlado... Si no lo destroza el ser humano. Entonces, por qué no nos fijamos en cómo obtiene energía la naturaleza para imitarlo. De forma que el Sol sería la central óptima  a imitar. Esto se está investigando y se llama energía de fusión nuclear (no es lo mismo que la fisión nuclear que tenemos en las centrales nucleares actuales).

  En el Sol se producen continuamente estas fusiones nucleares, en las cuales se obtiene helio a partir de hidrógeno. De forma que lo que pretendemos hacer es unir 2 átomos de hidrógeno (deuterio y tritio) para obtener un átomo de helio, una gran cantidad de energía y un neutrón sobrante. El deuterio está formado por un protón  y un neutrón, mientras que el tritio posee un neutrón más que el deuterio. Para que ocurra la fusión nuclear tenemos que calentar el hidrógeno para elevarlo a estado plasma (estado de agregación de la materia en que se encuentran las estrellas).

  En estado de plasma los electrones se separan del núcleo del átomo permitiendo que estos núcleos choquen entre sí y se unan. Se necesitan alrededor de 150 millones de grados kelvin (273 grados más que los grados centígrados) para que comience esta reacción de fusión.

   En 1986 se comenzó el proyecto del ITER (Reactor Internacional Termonuclear Experimenta) entre los países de: Rusia, China, Japón, Corea del Sur, India, EEUU y la Unión Europea. Se pretende hacer funcionar en los próximos 10 años la primera central nuclear de fusión (no de fisión). Esta central se encuentra en el sur de Francia.



El funcionamiento es el mismo que el de una central nuclear convencional, la única diferencia se encuentra en el reactor, este se llama tokamak. Su funcionamiento cuenta con los siguientes interrogantes.

• ¿Cómo se calienta? Necesitamos alrededor de 150 millones de grados kelvin para llevar el hidrógeno al estado plasma. Esto se consigue mediante unas ondas electromagnéticas de una frecuencia cercana a la de las radiaciones de los microondas domésticos.
• ¿Dónde guardamos este plasma? El plasma se encuentra suspendido en el vacío gracias a una "jaula de campos magnéticos", generado por unos grandes imanes, y todo dentro del reactor nuclear. Se hace así porque no hay material que aguante, en estado sólido, tan alta temperatura. Crear esta "jaula de campos magnéticos" es posible gracias a la  propiedad magnética del plasma.   
• ¿Qué conseguimos con esto? Conseguimos que se produzca la reacción de fusión nuclear, liberando una gran cantidad de energía calorífica, como lo hace el Sol.                                                                                                                    

Interior del tokamak.

Dibujo del reactor de fusión (tokamak) del ITER. 

• Imanes: en azul.
• Plasma: en naranja.
• Contenedor hermético: en gris.
• "Jaula de campos magnéticos": son las flechas negras. 

El siguiente vídeo nos explica detalladamente el proyecto ITER.

   Entonces se produce una gran cantidad de calor (por las fusiones nucleares), que calienta un fluido, que calienta agua. Este se evapora y mueve unas turbinas, que mueven un generador o  alternador, que finalmente genera esa electricidad. Hemos conseguido transformar la energía calorífica en eléctrica.

Esta es una central nuclear de fisión, muy semejante a una de fusión.

¿Por qué la ciencia se empeña en construir la primera central nuclear de fusión?
Porque tiene las siguientes ventajas:

1. La energía nuclear por fusión es renovable, pues el deuterio se obtiene del agua y el tritio del litio. El agua y el litio son muy abundantes en la Tierra.
2. No emite gases contaminantes, ya que únicamente emite vapor de agua (para la refrigeración de la central).
3. No genera residuos radiactivos. Solo produce helio, que podría utilizarse en otras industrias.
4. Es muy eficiente. Los científicos aseguran que una única central de fusión nuclear sería suficiente para abastecer a un país de un consumo medio como el de Francia. Con un gramo de hidrógeno se consigue la misma electricidad que con 8 toneladas de petóleo.
5. Se cree que no requerirá demasiada mano de obra.
6. Es muy segura. El mayor accidente posible no podría destruir ni la propia central.
7. No habría ningún elemento radiactivo dentro de la central.
8. De aportar gradualmente deuterio y tritio al reactor, la reacción de fusión se mantendría indefinidamente y autónomamente, tras alcanzar los 150 millones de grados kelvin.
9. La reducción de los costes de producción de la electicidad, porque el deuterio y el tritio son muy baratos. Esto se reflejaría en la factura de la luz.

En principio solo valoro dos posibles inconvenientes, que pueden ocasionar estas centrales:

• El gran coste inicial.
• Al sustituir las centrales convencionales por una de fusión nuclear se destruirán una gran cantidad de puestos de trabajo, aunque muy a largo plazo. 

El objetivo es crear pequeños soles, uno por cada reactor. ¡Unas estrellas de bolsillo!


En el futuro obtendremos energía a partir del conocimiento. Steven Caolin.


Bibliografía (el blog está fundamentado prácticamente en el anterior y el siguiente vídeo).

http://www.teleobjetivo.org/blog/ventajas-de-la-fusion-sobre-la-fision-nuclear.html
http://www.librosmaravillosos.com/cienpreguntas/tema066.html
http://www.iter.org
http://es.wikipedia.org/wiki/Reactores_de_fusi%C3%B3n_termonuclear_por_confinamiento_magn%C3%A9tico