Written by LA Fusión nuclear es el proceso en el que los núcleos de dos o más átomos se fusionan para formar otro núcleo aún mayor. Generalmente, la fusión nuclear libera más energía de la que consume, pero eso depende de los átomos involucrados en el proceso. Cuando los átomos involucrados son muy estables, como el hierro y el níquel, la fusión nuclear libera más energía de la que consume. Cuanto menos estables y pesados sean los átomos involucrados en el proceso, mayor será la cantidad de energía consumida.
En la naturaleza nada se crea, nada se pierde, todo se transforma. Seguro que en alguna etapa de tu vida has escuchado esta frase. Este es uno de los principios más fundamentales que existen en la naturaleza. Hoy en día, este principio se conoce como conservación de energía y se aplica en todas las áreas de las ciencias naturales.
El principio de conservación de energía dice que, en un proceso físico dado, cualquiera que sea, la cantidad de energía en el estado inicial del proceso es siempre igual a la cantidad de energía en el proceso final. Esto significa que la energía es una cantidad física que permanece constante durante todo el proceso.
Es importante señalar que la fusión nuclear no ocurre naturalmente en la Tierra, ya que su ocurrencia requiere una enorme cantidad de energía. Es decir, esto sucede en los cuerpos celestes presentes en el espacio como el Sol, las estrellas y las explosiones estelares. Para que ocurra la fusión nuclear, la energía debe ser inmensamente grande para vencer la fuerza eléctrica entre los componentes de los átomos involucrados. Esta fuerza eléctrica a menudo se denomina barrera de Coulomb. Para darte una idea, la fuerza eléctrica entre el protón y el electrón presentes en el átomo de hidrógeno es de aproximadamente 2,3 x 1039 veces mayor que la fuerza gravitacional de atracción entre ellos. Por tanto, se puede concluir que la cantidad de energía presente en los procesos electromagnéticos que involucran partículas subatómicas como protones y electrones es mucho mayor que la energía presente en los procesos gravitacionales entre ellos.
Como ejemplo, la fusión nuclear tiene lugar en la estrella de nuestro sistema solar, convirtiendo los átomos de hidrógeno en átomos de helio. La masa de helio resultante no es la suma de las masas de hidrógeno. Este déficit de masa se compensa con la liberación de energía, es decir, las fusiones entre átomos de hidrógeno dan como resultado átomos de helio más una enorme emisión de energía. En términos de la relatividad de Einstein, esto significa que la energía se conserva, porque en su teoría hay una equivalencia entre masa y energía. La ecuación que relaciona estas cantidades es la famosa E = mc².
Históricamente, la primera bomba de hidrógeno, que funciona fusionando átomos de hidrógeno, emitió una energía equivalente a aproximadamente diez millones de toneladas de explosivo TNT (trinitrotolueno).
Los científicos han estado investigando el fenómeno durante décadas para desarrollar un reactor de fusión nuclear, sin embargo, las dificultades técnicas son enormes, por lo que todavía no se ha desarrollado ningún reactor de fusión comercialmente viable.
Generalmente, las fisiones y fusiones nucleares ocurren en el mismo proceso y esto puede dificultar su detección y caracterización. Básicamente, la fusión nuclear se caracteriza por la unión de los núcleos de dos o más átomos para formar otro núcleo aún mayor. La fisión nuclear, en cambio, se caracteriza por la desintegración de núcleos de elementos inestables, también llamados fisibles, formando núcleos más pequeños y estables. En ambos procesos se produce una alta emisión de energía.
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Referencias:
BONJORNO, José Roberto; BONJORNO, Regina Azenha; BONJORNO, Valter; CLINTON, Márcio Ramos. Historia de la física y vida diaria. São Paulo: Editora FTD, 2004, volumen único.
HEWITT, Paul G. Física conceptual. Porto Alegre: Editorial: Bookman, 2011, 11º. ed. v. único.
