Como ya hemos comentado en anteriores artículos, los procesos de fisión y fusión nuclear son inversos. Mientras la fisión genera energía mediante la división de nucleos de átomo, el proceso de fusión nuclear libera energía cuando dos nucleos se fusionan para formar un nuevo átomo. En Erenovable queremos explicaros algo mejor la diferencia entre estos dos conceptos; las diferencias entre fusión y fisión nuclear.
Fusión y Fisión nuclear
La fusión nuclear cuenta con dos núcleos ligeros que 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.
Además, en la fusión nuclear los núcleos atómicos tienden a repelerse debido a que están cargados positivamente, de forma que cuanto más cerca estén más intensa es la fuerza repulsiva. Y por otro lado, existen fuerzas nucleares atractivas que son extremadamente intensas a distancias muy pequeñas. Esto hace que la fusión solo pueda darse en condiciones de temperatura y presión muy elevadas que permitan compensar la fuerza de repulsión.
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 subatómicas, por ejemplo con neutrones, liberando en el proceso una cantidad de energía y dos o tres neutrones más.
Diferencias entre Fusión y Fisión nuclear
Las principales diferencias y características de ambos procesos son:
FUSIÓN NUCLEAR
Mientras que el proceso de fisión nuclear es conocido y puede controlarse considerablemente bien, la fusión plantea el inconveniente de su confinamiento, que hace que se siga investigando, aunque ya se estén produciendo grandes avances gracias al ITER.
- La reacción de fusión genera del orden de 4 veces más energía que la fisión.
- La reacción nuclear de fusión no contamina tanto como la de fisión, eliminado el peligro de los residuos radioactivos.
- En la fisión se transforma en energía aproximadamente el 1% de la materia, mientras que en una reacción de fusión se transforma aproximadamente el 5% de la materia en energía. Esto significa que, a igual masa de combustible, la fusión producirá una cantidad de energía mucho mayor.
FISION NUCLEAR
La fisión necesita como materia prima, una materia prima de difícil producción, como es el Uranio enriquecido. Mientras que la materia que se necesita para la fusión, el deuterio, se extrae de la llamada agua pesada y que representa el 0.015% del total de agua existente en el planeta; un porcentaje que es una cantidad muy pequeña, pero si pensamos en la cantidad total de agua que hay en el planeta, nos daremos cuenta de que es un dato bastante grande.
- El tritio y que es otra materia necesaria para la fusión, es un elemento muy escaso en la naturaleza, pero se puede obtener por desintegración del litio, un metal bastante abundante. La desintegración del litio la pueden realizar los propios reactores de fusión.
- Por otro lado os tenemos que nombrar los residuos que se dan en ambos casos. La desintegración del uranio produce elementos radioactivos que han de almacenarse durante siglos hasta que su actividad se reduzca (son los famosos residuos radioactivos). En el caso de la fusión, el residuo producido es helio, un gas que ademas de ser totalmente inocuo tiene un importante valor económico.
Por último podemos decir que la fisión es proceso natural, mientras que la fusión es un proceso artificial. Para poder tener fisión necesitaremos «tan solo» reunir una cantidad suficiente de uranio y la reacción se dará sola (las centrales nucleares controlan esta reacción), en cambio para la fusión se ha de calentar y comprimir la mezcla de deuterio y tritio hasta alcanzar el punto en que se iniciará la reacción.
Orígenes que los hacen diferentes
Fisión Nuclear: Se reveló en 1938, conociendo así la capacidad de un neutrón para dividir en dos el núcleo de un átomo. Por aquél entonces fue todo un descubrimiento, aunque valió a los militares alemanes para desarrollar una poderosa arma en la segunda Guerra Mundial; la bomba nuclear. En 1939, Albert Einstein envió una carta al presidente Franklin Delano de EE.UU., en la que prevenía sobre este hecho.
Fusión Nuclear: hasta la llegada del siglo XX, el hombre no entendía cómo las estrellas contrarrestaban su colapso gravitatorio ni cómo generaban energía en su interior. La química, a raíz de la fisión nuclear, no lo llegaba a explicar del todo dado que no se encontraba la razón de tal potencia. Fue en 1938 cuando Hans Bethe, alemán-estadounidense de origen judío y ganador del Premio Nobel de Física en 1967,
consiguió explicar las causas mediante reacciones de fusión, con el ciclo CNO, para estrellas muy pesadas. Posteriormente se descubrió el ciclo protón-protón para estrellas de menor masa como el Sol.
Impacto Ambiental
Con sólo nombrar las palabras “energía nuclear”, muchas personas piensan únicamente en las catástrofes que ha causado y las enfermedades que puede generar debido a sus materiales radiactivos. Pocas son las que ven sus ventajas, ya que los malos precedentes pesan más que todos sus provechos. Los materiales radiactivos como el uranio emiten una serie de radiaciones que pueden resultar perjudiciales no sólo para el ser humano, sino también para los demás seres vivos y la naturaleza en sí. Entre ellas, destacan las radiaciones alfa (a), las beta (b), las gamma (g), los rayos X y los neutrones.
Una alta dosis de radiación puede despoblar un bosque de animales en cuestión de semanas, y causar el fallecimiento de los seres vivos del entorno (incluidos seres humanos). No obstante, son a las dosis más bajas a las que debemos tener más miedo, ya que son más dañinas. La exposición prolongada a la llamada radiación de bajo nivel puede causar problemas graves y perdurables a la salud humana, tanto para las personas expuestas como para su descendencia.
Ventajas y desventajas de la energía nuclear
Aunque la energía nuclear se emplee en ramas como la medicina para tratar enfermedades como el cáncer, o en agricultura para la conservación de alimentos; el impacto medioambiental no es el único problema al uso, ya que también tenemos que tener en cuenta el tratamiento, manejo y posterior almacenamiento de sus residuos, los mismos que pueden seguir produciendo radioactividad durante cientos de años.
No obstante, y aunque los costes de construcción sean muy elevados, las ventajas de la energía nuclear también son muchas. Una tercera parte de las personas que viven en Europa utilizan energía eléctrica generada por centrales nucleares, evitando que unas 700 millones de toneladas de CO2 acaben en la atmósfera. Al ser una energía no contaminante, su uso garantiza un daño menor al medio ambiente, ya que consigue generar mucha energía con poco combustible.
Ahora sí, las catástrofes de Chernobyl y Fukushima siempre estarán ahí, recordándonos que si no se toman las medidas de seguridad necesarias, los riesgos para la humanidad pueden ser catastróficos.
