23 de enero de 2006

Fusión nuclear ¿Cuánta energía dará?

Habrás odío, tal vez, hablar sobre la fusión nuclear. La energía del futuro. ¿Conoces la reacción que se produce? ¿Y la energía que libera? Si no es así, puede que te interese seguir leyendo.

Partimos de tres elementos: hidrógeno, deuterio y tritio.

¿En qué se diferencian? La diferencia está en su estructura atómica:

  • Hidrógeno: 1 electrón + 1 protón
  • Deuterio: 1 electrón + 1 protón + 1 neutrón
  • Tritio: 1 electrón + 1 protón + 2 neutrones




El deuterio es un isótopo estable del hidrógeno que se encuentra en la naturaleza en cantidades abundantes. Se calcula que, aproximadamente, uno de cada 6500 átomos de hidrógeno es de deuterio. Teniendo en cuenta que el hidrógeno forma parte del agua de los océanos, hay mucha cantidad de deuterio.

El tritio es un isótopo radiactivo. Pero la radiación que emite es muy pequeña. Según la Wikipedia, la vida media de este isótopo es de 12 años antes de convertirse en helio-3 (elemento no radiactivo).



En la fusión nuclear el deuterio y el tritio se fusionan dando como resultado un átomo de helio4 - gas inerte, no radiactivo y limpio - y un neutrón altamente energético.

Una parte de la energía de este neutrón es la que empleamos para continuar la reacción y el resto es para nosotros (energía térmica que se emplearía luego para generar electricidad).

Pero, ¿Cuánta energía se libera?


Pero, ¿Cuánta energía se libera? Según la Wikipedia 17 MeV (Mega electrón voltio). Esto es, 17 millones de eV's. De esos 17 millones, 13 eV (menos de la millonésima parte) se emplean en crear el átomo de Helio4. El resto (prácticamente todo) es energía liberada en forma de calor.

Para que te hagas una idea:

1 eV = 1.6 × 10e-19 Julios
17 Mev= 2,72 × 10e-12 Julios

Tal vez parezca poco 10e-12 J. Pero esa es la energía que se libera por cada átomo de deuterio y tritio.

Vale, pero aún así me parece poco. ¿Me lo puedes dejar más claro?.

Ok chaval. Lo intentaré. No te me pierdas.
La masa atómica del deuterio es 2 uma, y la del tritio 3 uma aproximadamente.

Según el número de Avogrado, 6.023×10e+23 átomos pesan lo mismo que su masa atómica, pero en gramos. Así que 6.023×10e+23 átomos de Deuterio pesan 2 gramos, y otros tantos de deuterio pesan 3 gramos.

Con todos esos átomos podríamos hacer la reacción 6.023×10e+23 veces obteniendo la siguiente energía:

6.023×10e+23 (átomos de deuterio y otros tantos de tritio)
2,72×10e-12 (Julios liberados en cada reacción -los 17 Mev -)
-------------------------
1.638.256.000.000 J!!

Es decir, ¡455071 KWh de energía!. Esto se podría obtener con 2 gramos de deuterio y 3 de tritio.

Ya, pero, ¿cuánto son 455.000 KWh?.

¿Que aún no te haces la idea? Pues un kg de gasolina genera unos 14Kwh de calor. Harían falta 31 toneladas de gasolina para generar la misma energía que 2 gramos de deuterio y 3 de tritio.

Sencillamente, sorprendente....

3 comentarios:

elalez dijo...

Sin embargo, también hace falta energía para provocar la reacción, confinar las partículas resultantes y canalizar la energía a una fuente útil, como calor o electricidad.

¿Sobrará bastante energía en el sistema? Ya veremos.

Bicholoco dijo...

Sip. Esos son algunos de los problemas que tiene. Es lo que hace que aún no sea algo que podamos llevar a la práctica.

Tenía pensado escribir otro post sobre eso en los próximos días. Pero me has quitado la idea. O_o

Aún así, lo escribiré.

elalez dijo...

mubien

si no lo escribo yo antes, jeje