{"id":14257,"date":"2024-05-29T16:21:28","date_gmt":"2024-05-29T14:21:28","guid":{"rendered":"https:\/\/science-teaching.org\/?p=14257"},"modified":"2025-01-27T13:01:20","modified_gmt":"2025-01-27T12:01:20","slug":"un-sol-en-nuestras-manos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/science-teaching.org\/es\/ciencia\/articulos\/un-sol-en-nuestras-manos","title":{"rendered":"Un sol en nuestras manos"},"content":{"rendered":"\n

Un sol en nuestras manos<\/h1>\n\n\n\n
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Encender un peque\u00f1o Sol en la Tierra y utilizarlo como fuente de energ\u00eda es el sue\u00f1o de los f\u00edsicos y de los ingenieros que trabajan en la \u00abfusi\u00f3n nuclear\u00bb. Esta fuente de energ\u00eda, considerada limpia e inagotable por los investigadores, ha avanzado significativamente desde sus primeras expectativas. Los adelantos en la tecnolog\u00eda de fusi\u00f3n nuclear prometen revolucionar nuestra capacidad para generar energ\u00eda sostenible y sin emisiones nocivas. Con proyectos como el ITER, en construcci\u00f3n en Cadarache, Francia, la comunidad cient\u00edfica avanza con pasos firmes hacia la materializaci\u00f3n de esta visi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

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21 de mayo de 2024<\/p>\n\n\n\n

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Acerc\u00e1ndonos a la energ\u00eda de las estrellas<\/h3>\n\n\n\n

El ITER funcionar\u00e1 mediante el mismo proceso que alimenta al Sol y las estrellas: la fusi\u00f3n nuclear.<\/strong> Se trata del fen\u00f3meno contrario que se utiliza en las centrales nucleares: la \u00abfisi\u00f3n\u00bb. En este \u00faltimo caso, la energ\u00eda se libera cuando un n\u00facleo at\u00f3mico macizo se rompe en partes m\u00e1s peque\u00f1as. La fusi\u00f3n deriva de la uni\u00f3n de n\u00facleos ligeros (como el hidr\u00f3geno), que forman un n\u00facleo m\u00e1s pesado (el helio).<\/p>\n\n\n\n

La energ\u00eda de la fusi\u00f3n<\/h3>\n\n\n
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Cuanto m\u00e1s calor, m\u00e1s r\u00e1pido se mueven los \u00e1tomos. En el interior del Sol, la temperatura es de unos 10 millones de grados. Esto hace que los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno choquen a grandes velocidades y superen las fuerzas de repulsi\u00f3n electrost\u00e1ticas entre sus n\u00facleos (recuerda que los n\u00facleos est\u00e1n cargados positivamente). De esta manera, los n\u00facleos se fusionan. La fusi\u00f3n de dos \u00e1tomos de hidr\u00f3geno producen un \u00e1tomo de helio, m\u00e1s pesado. No obstante, la masa del \u00e1tomo resultante es un poco m\u00e1s peque\u00f1a que la suma de las masas de los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno iniciales: una parte de la masa se ha perdido. \u00bfD\u00f3nde est\u00e1? Se ha convertido en una gran cantidad de energ\u00eda, tal como describe la f\u00f3rmula de Einstein (E=mc\u00b2): la peque\u00f1a p\u00e9rdida de masa (m), multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado (c\u00b2), resulta en una grand\u00edsima cantidad de energ\u00eda (E) derivada de la fusi\u00f3n. Dado que cada segundo el Sol convierte unos 600 millones de toneladas de hidr\u00f3geno en helio, la cantidad de energ\u00eda que se produce es enorme.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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El secreto para confinar una estrella: el Tokamak<\/h3>\n\n\n
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La fusi\u00f3n se produce en las estrellas a temperaturas de unos 10 millones de grados. Diversos cient\u00edficos han afirmado haber generado \u00abla fusi\u00f3n fr\u00eda\u00bb, es decir, haber inducido este proceso a temperatura ambiente. Pero estos experimentos no se han llegado a reproducir, hasta ahora. Por eso, el objetivo del ITER es generar una \u00abfusi\u00f3n caliente\u00bb: conseguir llevar un gas (por ejemplo, una mezcla de deuterio y tritio, dos is\u00f3topos del hidr\u00f3geno) a la temperatura de 100 millones de grados, unas diez veces m\u00e1s elevada que la del Sol. <\/strong>En estas condiciones, el gas se convierte en \u00abplasma\u00bb, es decir, el cuarto estado de la materia (diferente del s\u00f3lido, l\u00edquido o gaseoso), constituido por un conjunto de protones y neutrones. En este estado, es muy f\u00e1cil que se produzca la fusi\u00f3n. Para llegar a la fusi\u00f3n, es necesario que dos n\u00facleos at\u00f3micos se acerquen mucho, una condici\u00f3n muy dif\u00edcil de conseguir, porque las cargas positivas se repelen.<\/strong> Para superar este efecto, es necesario que los n\u00facleos choquen a gran velocidad. Eso se consigue aumentando la temperatura. Mientras que el Sol es capaz de retener el plasma mediante la gravedad, eso no es posible en un reactor. Para confinar el plasma, el ITER utilizar\u00e1 otra fuerza, la magn\u00e9tica. La sustancia se encerrar\u00e1 en una c\u00e1mara en forma de rosca, que recibe el nombre de \u00abtokamak\u00bb.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Una fuente de energ\u00eda limpia, segura y casi inagotable<\/h3>\n\n\n\n

Los reactores de fusi\u00f3n no se fundamentan en una reacci\u00f3n \u201cen cadena\u201d, como ocurre en los reactores normales, que tienen el riesgo de perder el control del proceso. En este caso s\u00f3lo hay que cerrar el acceso del plasma y la reacci\u00f3n se detiene. Esta tecnolog\u00eda no ser\u00eda \u00fanicamente ultrasegura, seg\u00fan sus promotores, sino tambi\u00e9n limpia. En efecto, en este caso no existir\u00eda el problema de los residuos nucleares. S\u00f3lo se activar\u00edan unas peque\u00f1as porciones de tokamak, pero se podr\u00edan reutilizar despu\u00e9s de 100 a\u00f1os. Por \u00faltimo, la energ\u00eda de fusi\u00f3n promete ser virtualmente inagotable: un kilogramo de combustible de fusi\u00f3n produce la misma energ\u00eda que 10 millones de kilogramos de combustible f\u00f3sil, y sus constituyentes son m\u00e1s abundantes en el planeta<\/strong> (las reservas de tritio pueden durar miles de a\u00f1os y las de deuterio miles de millones). El cuello de botella de esta tecnolog\u00eda es el esfuerzo que representa llevarla de la viabilidad te\u00f3rica a la aplicabilidad pr\u00e1ctica. Este es el objetivo del ITER, previsto, si se consigue, para dentro de unas d\u00e9cadas. Por este motivo, algunos investigadores y ecologistas reclaman m\u00e1s inversi\u00f3n en este proyecto, dada la urgencia de los problemas del cambio clim\u00e1tico y del calentamiento global.<\/strong> Por lo dem\u00e1s, los promotores del proyecto responden con optimismo. Indican que el \u00edndice de \u00e9xito de los experimentos en f\u00edsica de los plasmas ha observado un crecimiento constante en los \u00faltimos 40 a\u00f1os. El ritmo de crecimiento es comparable a la evoluci\u00f3n en el campo de los transistores o de los aceleradores de part\u00edculas.<\/p>\n\n\n\n

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ESCRITO POR Michele Catanzaro<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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M\u00e1s informaci\u00f3n<\/h5>\n\n\n\n