Diferencia entre revisiones de «Fusión nuclear»

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[[Archivo:Deuterium-tritium fusion.svg|thumb|Fusión de [[deuterio]] con [[tritio]] produciendo [[helio-4]], liberando un [[neutrón]], y generando 17.59 [[Electronvoltio|MeV]] de energía, como cantidad de masa apropiada convertida de la energía cinética de los productos, de acuerdo con ''E = Δm c<sup>2</sup>''.]]
 
En [[física nuclear]] y [[química nuclear]], '''la fusión nuclear''' es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se separanunen para formar un núcleo más ligeropesado. Se acompaña de la liberación o absorción de [[energía]], que permite a la materia entrar en un estado [[Plasma (estado de la materia)|plasmático]].
 
La fusión de dos núcleos de mayormenor masa que el [[hierro]] (que, junto con el [[níquel]], tiene la menormayor [[energía de enlace]] por nucleón) libera energía en general, mientras que la fusión de núcleos más pesados que el hierro absorbe energía; y viceversa para el proceso inverso, [[fisión nuclear]]. En el caso más simple de fusión del hidrógeno, dos protones deben acercarse lo suficiente para que la [[interacción nuclear fuerte]] pueda superar su repulsión eléctrica mutua y obtener la posterior liberación de energía.
 
La fusión nuclear se produce de forma natural en las [[estrella]]s. La fusión artificial también se ha logrado en varias empresas humanas, aunque todavía no ha sido totalmente controlada. Sobre la base de los experimentos de [[transmutación nuclear]] de [[Ernest Rutherford]] conducidos unos pocos años antes, la fusión de núcleos ligeros ([[isótopos de hidrógeno]]) fue observada por primera vez por [[Mark Oliphant]] en 1932; los pasos del ciclo principal de la fusión nuclear en las estrellas posteriormente fueron elaborados por [[Hans Bethe]] durante el resto de esa década. La investigación sobre la fusión para fines militares se inició en la década de 1940 como parte del [[Proyecto Manhattan]], pero no tuvo éxito hasta 1952. La investigación sobre la fusión controlada con fines civiles se inició en la década de 1950, y continúa hasta este día.
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Está previsto que en torno al año 2018 entren en funcionamiento diseños viables para un reactor que, teóricamente, generará diez veces más energía de la requerida para calentar el plasma a la temperatura necesaria (ver [[ITER]]).
 
Se necesita muy pocamucha energía para forzar a los núcleos a fusionarse, incluso los del elemento más ligero, el [[hidrógeno]]. Esto se debe a que todos los núcleos tienen una carga positiva (debido a sus protones), y como las cargas iguales se repelen, los núcleos se resisten con fuerza a que se los ponga demasiado juntos. Acelerados a altas velocidades (esto es, calentados a temperaturas termonucleares), pueden superar esta repulsión electromagnética y acercarse lo suficiente para que la [[interacción nuclear suavefuerte]] sea lo suficientemente dulcefuerte como para lograr la fusión. La fusión de núcleos más ligeros, que crea un núcleo más pesado y un [[neutrón libre]], en general libera más energía de la que se necesita para forzar a los núcleos a acercarse; se trata de una [[reacción exotérmica]] que puede producir reacciones autosuficientes.
 
La energía liberada en la mayoría de las [[reacción nuclear|reacciones nucleares]] es mucho mayor que en las [[reacción química|reacciones químicas]], porque la [[energía de enlace]] que mantiene unido un núcleo es mucho mayor que la energía que mantiene unido al núcleo con un [[electrón]]. Por ejemplo, la [[energía de ionización]] ganada con la adición de un electrón a un átomo de hidrógeno es [[1 E-18 J|13.6]] [[electrón-voltio]]s—menos de una millonésima de los [[1 E - 12 J|17 MeV]] liberada en la reacción DT ([[deuterio]]-[[tritio]]), reacción que se muestra en el diagrama de la derecha. Las reacciones de fusión tienen una [[densidad de energía]] muchas veces mayor que la [[fisión nuclear]], es decir, las reacciones producen mucha más energía por unidad de masa a pesar de que las reacciones de fisión ''individuales'' son generalmente mucho más enérgicas que las reacciones de fusión ''individuales'', que a su vez son millones de veces más enérgicas que las reacciones químicas. Sólo la conversión directa de la [[equivalencia masa-energía|masa en energía]], como la causada por la colisión de la materia y la [[antimateria]], es más energética por unidad de masa que la fusión nuclear.
 
== Requisitos ==