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Glosario · Nuclear

Fusión nuclear

Unión de núcleos ligeros, como el deuterio y el tritio, en un núcleo más pesado con liberación de energía; es el proceso que alimenta el Sol y una vía experimental para producir electricidad.

La reacción de fusión más asequible es la de deuterio-tritio (D-T):

D + T → He-4 (3.5 MeV) + n (14.1 MeV); 17.6 MeV por reacción

Requiere un plasma a unos 100–150 millones de °C. Para la ignición, el triple producto de Lawson (densidad × temperatura × tiempo de confinamiento) debe superar unos 3 × 1021 keV·s/m3. Hay dos enfoques principales:

  • Confinamiento magnético: tokamaks (ITER, JET, JT-60SA, SPARC) y stellarators (Wendelstein 7-X).
  • Confinamiento inercial: láseres que comprimen cápsulas de combustible. La National Ignition Facility de EE. UU. logró una ganancia en el blanco superior a 1 en diciembre de 2022 (3,15 MJ obtenidos con 2,05 MJ de energía láser) y más tarde superó los 5 MJ, aunque la energía que los láseres toman de la red ronda los 300 MJ.

Las métricas principales son Qplasma (potencia de fusión dividida por la potencia de calentamiento) y Qengineering (electricidad neta). ITER, en Francia, aspira a Q = 10 con 500 MW de potencia de fusión; su planificación revisada retrasa la operación con D-T hasta finales de la década de 2030. Empresas privadas como Commonwealth Fusion Systems, Helion y TAE apuntan a plantas piloto en la década de 2030.

Quedan retos por resolver: regenerar tritio a partir de mantos de litio (el tritio escasea, unos 20 kg en todo el mundo), materiales que resistan el daño de neutrones de 14 MeV y una densidad de potencia rentable. La fusión no produce residuos de alta actividad y larga vida, pero las estructuras activadas hay que gestionarlas. A diferencia de la fisión, no hay una reacción en cadena que pueda descontrolarse.

Términos relacionados

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  • Fisión nuclear

    División de un núcleo atómico pesado, como el uranio-235 o el plutonio-239, en núcleos más ligeros tras absorber un neutrón, liberando unos 200 MeV de energía y nuevos neutrones.

  • Ciclo del combustible de torio

    Ciclo de combustible nuclear que usa torio-232 fértil, que absorbe un neutrón y decae a uranio-233 fisible, como alternativa al combustible de uranio-plutonio.

  • Sievert (dosis de radiación)

    Unidad del SI de dosis efectiva: pondera la energía de radiación absorbida según el tipo de radiación y la sensibilidad de cada tejido para estimar el riesgo estocástico para la salud; 1 Sv = 1 J/kg.

  • SMR (pequeño reactor modular)

    Reactor nuclear de hasta unos 300 MWe por módulo, pensado para fabricarse en serie en fábrica y montarse por módulos, con menos plazo de obra y menos riesgo financiero.