jueves, 27 de octubre de 2016

Investigación sobre ITER

El audio contiene una poca información sobre la historia de ITER y su funcionalidad y su vision al futuro
Pista

Este blog forma parte de una actividad en la materia NTIC en la universidad de Sonora, quiero dar a conocer otra nueva energía en la que se esta trabajando para formar un mundo menos contaminado, esta nueva energía es la llamada energía mediante la fusión nuclear, que vendria dejando a un lado a la fisión nuclear, que como sabemos es una de las mas contaminantes, por sus desechos tóxicos y radiactivos. La energía por fisión ah dejado muchos accidentes muy conocidos, al cambio la fusión no se darían ese tipo de accidentes, y si lo habría sera mucho menor contaminantes que los de la fisión.

Accidente nuclear de Chernobyl

Accidente Nuclear de Fukushima

Fisión Nuclear VS Fusión Nuclear

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La fisión nuclear

Segun Greenpeace.org ¨Las reacciones de fisión nuclear consisten en la división del núcleo de un átomo de alto peso atómico (por ejemplo, uranio-235) en otros más ligeros (llamados productos de fisión), por medio de bombardeo con partículas sub-atómicas, por ejemplo con neutrones, liberando en el proceso una cantidad de energía y dos o tres neutrones más. Estos neutrones a su vez pueden dividir otros átomos y generar una reacción en cadena. Cuando este proceso de fisión nuclear está controlado y la energía es liberada lentamente en un reactor nuclear, puede transformarse en energía eléctrica. Si la reacción en cadena no es controlada, la energía puede ser también liberada instantáneamente, con una tremenda y violenta explosión, en una arma nuclear. En ambos casos, la energía nuclear siempre proviene del uranio y sus subproductos. Los elementos que tienen esa capacidad de fisionarse se denominan materiales fisibles. Además del uranio-235 (U-235), el plutonio-239 (Pu-239) y el uranio-233 (U- 233) son otros materiales fisibles. La mayoría de las centrales nucleares actualmente existentes funcionan a base de reacciones de fisión nuclear que tienen lugar en un combustible de uranio compuesto de entre un 3,5% y un 4,5% de U-235 y el resto de U-238 (es lo que se llama combustible de uranio ligeramente enriquecido). En el núcleo del reactor, que es donde se alberga el combustible nuclear, tienen lugar, por un lado, las reacciones de fisión nuclear, que provocan la ruptura de los átomos de U-235 en los productos de fisión y generando energía. En los productos de fisión se han identificado cerca de 200 nucleidos estables y radiactivos de más de 34 elementos distintos, como el cesio-137, el estroncio-90, el iodo-131..... Los productos de fisión contienen un fracción muy importante de la radiactividad que contiene el combustible nuclear gastado, tras su paso por el reactor nuclear. Por otra parte, se producen una serie de capturas neutrónicas por parte del U-238 que dan lugar a la aparición de elementos de mayor peso molecular que éste, los llamados elementos transuránidos. Entre éstos se encuentra el plutonio, representado por varios isótopos en distinta proporción, entre ellos el plutonio-239. De tremenda radiotoxicidad, un sólo gramo de esta sustancia es capaz de causar cáncer a un millón de personas. Con una vida media de 24.110 años, este isótopo emite radiactividad durante cerca de 250.000 años. En las centrales nucleares de fisión, la energía calorífica que se desprende de las reacciones se utiliza para crear vapor de agua el cual, tras pasar por un sistema de turbinas, servirá para generar electricidad que puede ser vertida a la red eléctrica.¨

La Fusión nuclear

Segun Greenpeace ¨Las reacciones de fusión nuclear son inversas a las de fisión. En una reacción de fusión, dos núcleos ligeros colisionan entre sí y se unen para formar otro más pesado, liberando simultáneamente una cierta cantidad de energía. La más sencilla de estas reacciones, es aquella en la que interaccionan los núcleos de dos isótopos del hidrógeno (el deuterio y el tritio) dando lugar a un núcleo de helio y un neutrón, además de energía. Tanto el deuterio como el tritio son isótopos radiactivos del hidrógeno. Para que este tipo de reacciones tenga lugar se necesita un enorme aporte de energía que finalmente permita que los núcleos ligeros venzan la fuerza de repulsión que existe entre ellos (ambos están cargados positivamente). Debido a las altas temperaturas que se alcanzan en este proceso, los átomos se desprenden de los electrones y la materia pasa a un estado especial, denominado plasma, una especie de gas compuesto de electrones e iones. Debido a sus características, el plasma no puede ser confinado de ninguna manera excepto por medio de enormes campos magnéticos o potentísimos rayos láser. De cara a la obtención de electricidad, el mismo esquema de funcionamiento descrito antes para las centrales de fisión nuclear sería válido para una hipotética central nuclear basada en la fusión¨.

Greenpeace.org

Reactor Nuclear por Fisión

Reactor Nuclear por Fusión

Proyecto ITER

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¿Qué es el ITER?

Según foronuclear.org ¨El crecimiento en el consumo energético ha motivado la necesidad de buscar nuevas opciones energéticas para alimentar todo el consumo que inevitablemente se va a necesitar. La fusión, que todavía no existe a nivel industrial, se lleva investigando desde hace años para su desarrollo.

La utilización de la energía generada en la fusión nuclear de átomos ligeros en otros más pesados viene siendo objeto, desde los años 50, de un importante esfuerzo de investigación y desarrollo, debido a la ventaja que presenta la gran cantidad de energía liberada en dicho proceso y la abundancia de deuterio, un isótopo de hidrógeno apto para la fusión.¨

International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER)

Dentro de los programas internacionales mediante el sistema por confinamiento magnético, la construcción por la Unión Europea del “Joint European Torus” (JET) en el Reino Unido y los experimentos que en él se llevaron a cabo desde 1983 a 1991 permitieron demostrar la posibilidad de mantener el proceso de fusión en el plasma.

Dados los buenos resultados del JET, en 1990 se decidió continuar el programa de fusión con una instalación mayor en la que, además del reactor, se probasen sus sistemas auxiliares sin generar aún electricidad. A este fin, se creó el proyecto del reactor experimental de fusión ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), en el que participan siete socios (Unión Europea, India, Japón, Rusia, Estados Unidos, Corea del Sur y China). La construcción se está realizando en Cadarache, al sur de Francia, mientras que España (Barcelona) alberga la Agencia Europea de Fusión.

El objetivo del ITER es determinar la viabilidad tecnológica y económica de la fusión nuclear por confinamiento magnético para la generación eléctrica, como fase previa a la construcción de una instalación de demostración comercial.

Europa ha sido líder en la investigación sobre la fusión nuclear durante 50 años. Todos los aspectos relacionados con la investigación sobre fusión en Europa se coordinan a través de la Comisión Europea. La financiación proviene del Programa Marco de Investigación de EURATOM y de los fondos nacionales de los Estados miembros y de Suiza.

Una de las ventajas que tiene la fusión es su gran potencia específica, la gran capacidad que tiene de generar energía. El problema es que para que esta reacción sea eficiente hay que conseguir temperaturas de 100-200 millones de grados.

¿Cómo funciona el ITER?

Según consumer.es ¨El ITER se basa en un tokamak (siglas rusas que significan "cámara toroidal y bobina magnética"), una vasija de reactor en forma de aro en el que se calienta un gas en forma de plasma (el cuarto estado de la materia), a temperaturas cercanas a los 100 millones de grados. El plasma se confina en el reactor gracias a unos fuertes campos magnéticos producidos por enormes imanes superconductores¨

El combustible del ITER es una mezcla de deuterio y tritio, dos de los isótopos del hidrógeno (también utilizados en la bomba H). Las razones de esta elección son varias: los núcleos más ligeros son los más sencillos de fusionar, de ahí que se utilicen estos isótopos (núcleos atómicos con igual número de protones pero distinto de neutrones) del hidrógeno. Además son un combustible inagotable: el deuterio se encuentra en grandes cantidades en el agua, mientras que el tritio se produce en la misma reacción de fusión.

Los científicos han demostrado que el proceso de fusión controlada funciona. La primera prueba práctica se logró en 1997 en el reactor JET en Culham, Reino Unido. Sin embargo, se necesitaron 23 megavatios (MW) para producir 16. Con el ITER se espera generar 500 MW por 50 invertidos, con un gramo de tritio.

CC por Consumer

Fusión Nuclear

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Según foro nuclear.org¨La fusión nuclear es una reacción en la que se unen dos núcleos ligeros para formar uno más pesado.

Este proceso desprende energía porque el peso del núcleo pesado es menor que la suma de los pesos de los núcleos más ligeros. Este defecto de masa se transforma en energía (relacionadas mediante la fórmula E = mc2), aunque el defecto de masa es muy pequeño y la ganancia por tanto es muy pequeña, se ha de tener en cuenta que es una energía muy concentrada, en un gramo de materia hay millones de átomos, con lo que con una pequeña cantidad de combustible proporciona mucha energía.

No todas las reacciones de fusión producen la misma energía, depende siempre de los núcleos que se unen y de los productos de la reacción. La reacción más fácil de conseguir es la de deuterio (un protón y un neutrón) y tritio (un protón y dos neutrones) para formar helio (dos neutrones y dos protones) y un neutrón, liberando uan energía de 17,6 MeV.¨