¿Podríamos construir un sol en miniatura en la Tierra? - George Zaidán
Comencemos …
Las estrellas tienen núcleos lo suficientemente calientes y densos como para obligar a los núcleos atómicos a unirse, formando núcleos más grandes y pesados en un proceso conocido como fusión. En este proceso, la masa de los productos finales es ligeramente menor que la masa de los átomos iniciales. Pero esa masa “perdida” no desaparece: se convierte en energía... mucha energía. Entonces, ¿podemos aprovechar esta energía para impulsar al mundo? George Zaidan investiga.
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La diferencia entre fisión y fusión
La fisión y la fusión son reacciones nucleares que liberan energía, pero operan de maneras fundamentalmente diferentes. La fisión implica dividir un núcleo atómico pesado, como el uranio o el plutonio, en dos núcleos más pequeños y liberar energía, neutrones y subproductos radiactivos. Este proceso es la base de las actuales centrales nucleares y bombas atómicas. Por el contrario, la fusión implica combinar dos núcleos atómicos ligeros, típicamente isótopos de hidrógeno, como el deuterio y el tritio, para formar un núcleo más pesado, como el helio, liberando energía en el proceso. La fusión alimenta el sol y otras estrellas y produce una cantidad mínima de residuos radiactivos de larga duración, lo que la convierte en una alternativa más limpia y segura a la fisión. Si bien la fisión está bien establecida y se utiliza en la generación de energía, lograr una fusión controlada y sostenida para la producción práctica de energía sigue siendo un importante desafío científico y de ingeniería. Obtenga más información sobre la física básica de la fusión aquí.
Beneficios sociales y ambientales de la energía de fusión
La energía de fusión es muy prometedora tanto para la sociedad como para el medio ambiente. Como fuente de energía limpia y casi ilimitada, la fusión puede reducir drásticamente nuestra dependencia de los combustibles fósiles, reduciendo así las emisiones de gases de efecto invernadero y combatiendo el cambio climático . A diferencia de la fisión nuclear tradicional, la fusión produce un mínimo de residuos radiactivos de larga duración, lo que la convierte en una alternativa más segura. Además, el abundante suministro de combustible de fusión, principalmente isótopos de hidrógeno como el deuterio y el tritio, puede obtenerse del agua de mar y del litio, lo que garantiza la seguridad energética para el futuro. Este potencial transformador de la energía de fusión puede conducir a un suministro de energía sostenible y estable, reduciendo significativamente la contaminación del aire y contribuyendo a entornos de vida más saludables a nivel mundial.
Política energética y económica para el desarrollo de la fusión
Lograr la adopción generalizada de la energía de fusión requiere políticas energéticas y económicas integrales. Los gobiernos y los organismos internacionales deben priorizar la financiación para la investigación y el desarrollo de la fusión, proporcionando subsidios sustanciales e incentivos financieros para estimular la innovación y los avances tecnológicos. Establecer marcos regulatorios y estándares de seguridad claros es crucial para garantizar la confianza pública y una integración fluida de la tecnología de fusión en la red energética. Además, las políticas deben apoyar la transición de los combustibles fósiles a la fusión invirtiendo en mejoras de infraestructura, como redes eléctricas avanzadas y soluciones de almacenamiento de energía. Los esfuerzos de colaboración entre naciones pueden acelerar el progreso, ya que el conocimiento y los recursos compartidos pueden conducir a avances más rápidos y rentables en la tecnología de fusión.
Avances técnicos en tecnología de fusión
Los últimos años han sido testigos de importantes avances técnicos en la tecnología de fusión, lo que nos acerca a la realización de su potencial como fuente de energía práctica. Los dispositivos de fusión por confinamiento magnético (MCF) , como los tokamaks y los estelaradores, han experimentado mejoras notables en el mantenimiento de las condiciones estables del plasma necesarias para reacciones de fusión sostenidas. La fusión por confinamiento inercial (ICF) también ha logrado avances, con instalaciones como la Instalación Nacional de Ignición de EE. UU. logrando hitos en el uso de láseres para comprimir y calentar el combustible de fusión hasta el punto de ignición. Además, los avances en la ciencia de los materiales están abordando los desafíos de construir reactores que puedan soportar temperaturas y radiación extremas. Los imanes superconductores y los diseños innovadores de reactores están allanando el camino para reactores de fusión más eficientes y duraderos, acercándonos a un futuro en el que la energía de fusión sea una piedra angular de nuestra infraestructura energética global.
La fisión y la fusión son reacciones nucleares que liberan energía, pero operan de maneras fundamentalmente diferentes. La fisión implica dividir un núcleo atómico pesado, como el uranio o el plutonio, en dos núcleos más pequeños y liberar energía, neutrones y subproductos radiactivos. Este proceso es la base de las actuales centrales nucleares y bombas atómicas. Por el contrario, la fusión implica combinar dos núcleos atómicos ligeros, típicamente isótopos de hidrógeno, como el deuterio y el tritio, para formar un núcleo más pesado, como el helio, liberando energía en el proceso. La fusión alimenta el sol y otras estrellas y produce una cantidad mínima de residuos radiactivos de larga duración, lo que la convierte en una alternativa más limpia y segura a la fisión. Si bien la fisión está bien establecida y se utiliza en la generación de energía, lograr una fusión controlada y sostenida para la producción práctica de energía sigue siendo un importante desafío científico y de ingeniería. Obtenga más información sobre la física básica de la fusión aquí.
Beneficios sociales y ambientales de la energía de fusión
La energía de fusión es muy prometedora tanto para la sociedad como para el medio ambiente. Como fuente de energía limpia y casi ilimitada, la fusión puede reducir drásticamente nuestra dependencia de los combustibles fósiles, reduciendo así las emisiones de gases de efecto invernadero y combatiendo el cambio climático . A diferencia de la fisión nuclear tradicional, la fusión produce un mínimo de residuos radiactivos de larga duración, lo que la convierte en una alternativa más segura. Además, el abundante suministro de combustible de fusión, principalmente isótopos de hidrógeno como el deuterio y el tritio, puede obtenerse del agua de mar y del litio, lo que garantiza la seguridad energética para el futuro. Este potencial transformador de la energía de fusión puede conducir a un suministro de energía sostenible y estable, reduciendo significativamente la contaminación del aire y contribuyendo a entornos de vida más saludables a nivel mundial.
Política energética y económica para el desarrollo de la fusión
Lograr la adopción generalizada de la energía de fusión requiere políticas energéticas y económicas integrales. Los gobiernos y los organismos internacionales deben priorizar la financiación para la investigación y el desarrollo de la fusión, proporcionando subsidios sustanciales e incentivos financieros para estimular la innovación y los avances tecnológicos. Establecer marcos regulatorios y estándares de seguridad claros es crucial para garantizar la confianza pública y una integración fluida de la tecnología de fusión en la red energética. Además, las políticas deben apoyar la transición de los combustibles fósiles a la fusión invirtiendo en mejoras de infraestructura, como redes eléctricas avanzadas y soluciones de almacenamiento de energía. Los esfuerzos de colaboración entre naciones pueden acelerar el progreso, ya que el conocimiento y los recursos compartidos pueden conducir a avances más rápidos y rentables en la tecnología de fusión.
Avances técnicos en tecnología de fusión
Los últimos años han sido testigos de importantes avances técnicos en la tecnología de fusión, lo que nos acerca a la realización de su potencial como fuente de energía práctica. Los dispositivos de fusión por confinamiento magnético (MCF) , como los tokamaks y los estelaradores, han experimentado mejoras notables en el mantenimiento de las condiciones estables del plasma necesarias para reacciones de fusión sostenidas. La fusión por confinamiento inercial (ICF) también ha logrado avances, con instalaciones como la Instalación Nacional de Ignición de EE. UU. logrando hitos en el uso de láseres para comprimir y calentar el combustible de fusión hasta el punto de ignición. Además, los avances en la ciencia de los materiales están abordando los desafíos de construir reactores que puedan soportar temperaturas y radiación extremas. Los imanes superconductores y los diseños innovadores de reactores están allanando el camino para reactores de fusión más eficientes y duraderos, acercándonos a un futuro en el que la energía de fusión sea una piedra angular de nuestra infraestructura energética global.
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Acerca de escuela de la tierra
Podemos salvar el mundo. Speed and Scale nos muestra cómo lograr un futuro más limpio, sano y seguro al trazar una hoja de ruta que nos llevará a emisiones netas de carbono cero en 2050. ¿Cómo funcionará? Necesitamos electrificar el transporte, descarbonizar la red eléctrica, preparar nuestra comida, proteger la naturaleza, mejorar la industria y eliminar el carbono. Para saber cómo vamos a hacer todo eso, y para aprender cómo puedes tomar medidas ahora, explora esta página.
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