FUSION NUCLEAR Y OTRAS CURIOSIDADES
Hola a todos este es mi segundo post !! ESPERO NO ABURRIRLES con el,me gustaria hablar de un tema que hoy dia aun muy poca gente conoce o casi nada y sera parte del futuro energetico de la raza humana,como habeis leido sin duda la fusion nuclear una fuente de energia con unas ventajas inimaginables y con unos inconvenientes muy bajos que ya ire presentando a lo largo del post ,he recojido poca informacion de google porque podria decirse que se mucho de este tema y en este post la unica informacion que he buscado en google han sido las imagenes correspondientes a cada apartado,tambien inclluyo en el tema otras cosas interesantes relacionadas con fisica nuclear.
1-Que es?
Para empezar desde 0,y que la gente entienda de que esta compuesta la materia que hoy dia conocemos ,simplemente de atomos y mas al fondo estos atomos sus nucleos lo componen otras particulas mas pequeas llamadas quark y gluones pero eso es un tema muy profundo y hasta ahi no quiero llegar,tal vez en otro post,un atomo es la unidad fundamental que compone a la materia que conocemos hoy dia,esta formado por protones neutrones y electrones,que sencillo verdad?,estamos compuestos de celulas y a la vez de largas cadenas de adn compuestos y mas cosas,todas esas celulas que contiene nuestro cuerpo y tejidos estan echas de atomos pero estos atomos estan enlazados por sus capas electronicas que dan lugar a las moleculas y asi nacerian los enlaces quimicos que basicamente es de lo que esta echo nuestro cuerpo adn tejidos etc..,todos esos enlaces quimicos estan compuestos de atomos de todo tipo,segun la tabla de los elementos ya sean carbono hidrogeno oxigeno neon oro paladio etc..
El unico atomo que no tiene un neutron es el protio,el isotopo mas basico del hidrogeno,un isotopo es un nucleo atomico con diferente numero de neutrones y el mismo numero de protones,el numero de protones establece el elemento que es y el numero de neutrones su estabilidad nuclear,la estabilidad nuclear puede ser variable ,si sobrecargamos al nucleo con muchos neutrones producira lo que llamamos un decaimiento radiactivo y emitira radiactividad para transmutar en otro nucleo atomico ,(isotopo del oro estable 79 protones,118 neutrones)(siguiente isotopo del oro radiactivo 79 protones 119 neutrones) este segundo atomo con 119 neutrones es inestable y el propio nucleo no puede sostenerse sobre si mismo por lo tanto sufrira un decaimiento nuclear emitira radiacion y se transmutara en mercurio en unos dias.
Los electrones son 1860 veces aproximadamente mas pequeños que un proton y los neutrones tienen un tamao casi igual al proton.
Y ahora vamos con la fusion,como dice la palabra fusionar significa unir pero unir nucleos atomicos ,cuando dos atomos se fusionan y el resultado de la fusion no da nucleos atomicos que superen la masa atomica del hierro exactamente el isotopo-56 del hierro liberaran energia,si por el contrario superan la masa del hierro-56 consumiran energia y la reaccion nuclear no sera rentable energeticamente,y eso no es lo que busca la especie humana.
De echo la reaccion nuclear de fusion que emite mas energia y es mas renatble es la de dos isotopos del hidrogeno ligeros,deuterio y tritio liberando 17MEV ,tambien la fusion de helio con helio libera gran cantidad de energia mas que la del deuterio y tritio unos 18,6MEV
MEV= megaelectronvoltio es una unidad de medida de energia para que lo entendamos hare el siguiente ejemplo.
Un megaelectronvoltio es un millon de electronvoltios,un electronvoltio equivale a 0,00000000000000000016 Julios de energia! Y un megaelectronvoltio 0,00000000000016 Julios!, para que os hagais una idea un julio es un watio por segundo y una lampara para alumbrar una gran habitacion consume 100 watios/ segundo pero cuidado no quiere decir que la reaccion libere poca energia eso seria solo la energia liberada por un atomo ojo,un gramo fusionado de deuterio y tritio generarian una energia de 360.000 Millones de watios,una botella de un litro de agua contiene 111 gramos de hidrogeno,no tiene deuterio y tritio pero a partir del hidrogeno podrian sintetizarse,imaginense la energia que liberaria la fusion nuclear de todo el hidrogeno del agua de una botella de un litro.
Para que se produzca la fusion nuclear hay que elevar la temperatura del hidrogeno mucho alrededor de decenas de millones de grados en el caso del sol,esto se debe porque para fusionar nucleos atomicos hay que superar una barrera electroestatica una de las 4 fuerzas fundamentales del universo,electromagnetica,los protones o nucleos tienen carga positiva por lo tanto cuando otro nucleo se le va a acercar se repelen por el principio de cargas,para lograr la fusion y evitar esto hay que levantar la temperatura aumentando la energia cinetica de las particulas contra mas rapido se muevan mas probabilidades tendran de superar esta barrera y unirse,en el momento de la union se producira la fusion liberando mucha energia,obviamente la fusion es una reaccion nuclear rentable porque se obtiene mayor energia de la reaccion que la que hay que inyectar para que se produzca,se me olvida hablar de la fuerza nuclear fuerte otra de las 4 leyes del universo cuando superan los atomos la barrera culombiana despues de la fusion lo que los mantiene pegados es la fuerza la fuerza nuclear fuerte,es un pegamento que mantiene unidos a los nucleos atomicos es 100 veces mas fuerte que la fuerza electromagnetica repulsiva de los protones ,si no fuera asi, los atomos no podrian formar elementos mas pesados y todo seria hidrogeno ya que por el principio de repulsion de cargas los protones no se quedarian y juntos en el nucleo atomico,no existiria la vida ni el planeta ni nada,solo nubes de gas de hidrogeno.
Es un combustible barato limpio facil de conseguir e casi ilimitado,el agua que contiene hidrogeno.
Estas reacciones nucleares ocurren en el sol,el sol posee miles de millones de toneladas de hidrogeno que cada dia quema para producir energia luz y calor que llega hasta nuestro planeta ,digamos que el sol es un reactor nuclear gigante de fusion perfectamente echo y equilibrado que dura miles de millones de aos ,cuando el sol agote su combustible (hidrogeno y helio) empezara a fusionar carbono boro litio oxigeno producto de la fusion del hidrogeno y el helio ,aumentando asi los elementos hasta que llegue al hierro-56 en ese momento el sol no podra obtener energia y se desplomara sobre si mismo empezando a contraerse debido a que la energia de las particulas que ya no tiene no le permiten evitar el colapso gravitacional contrayendose cada vez mas y mas y llegando a degenerar en estrella de neutrones esto se debe a que los nucleos atomicos se romperan transformandose en hidrogeno pero ya no podra quemarlo porque estara degenerandose y los electrones no podran soportarlo por lo tanto caeran hacia los nucleos atomicos transmutando en neutrones y a la vez contrayendose mas hasta que quede una estrella de neutrones bagando por ahi,y finalmente si el colapso y la degeneracion neutronica sigue se convertira en un agujero negro terminando asi el ciclo de vida de la estrella,me faltaba decir que un neutron como habreis leido es una fusion de masas entre un proton y un electron cuando se unen, sus barreras electroestaticas quedan anuladas de ahi que no posea carga culombiana.
Se de mucha gente que me ha preguntado hoy dia si los atomos existen!! increible, porque no se pueden ver con microscopios normales,y yo les respondo que si se pueden ver pero no con un aparato sencillo mas bien con uno caro,aunque no demasiado,se llaman microscopios de efecto tunel utilizan un fenomeno de interaccion de electrones para poder localizarlos y poder observarlos sin problemas,si alguno me pregunta cuanto valen son bastante caros cerca de treinta mil dolares creo,pero son buena tecnologia para observar atomos,lo que realmente no se puede llegar a ver hoy dia son los nucleos atomicos ,imaginen un campo de futbol como una pelota enorme, en el centro del campo una canica a escala con el campo colocada seria el nucleo atomico pero de un nucleo de hidrogeno(protio)!!!! y los electrones serian 1860 veces mas pequeños que la canica y estarian girando alrededor del nucleo a gran velocidad a una distancia del centro del campo ubicada en las gradas!,pero... y el 99,9996% del atomo? Sencillamente y hasta lo que sabemos hoy dia,ese 99%... seria vacio! O mejor llamado tejido espacio tiempo compuesto de algo.
Microscopio de efecto tunel.
La reaccion entre el deuterio y el tritio es una reaccion muy buena pero lamentablemente emite neutrones ,las particulas sin carga que no se pueden detener apenas,solo con grandes barreras de plomo u hormigon se las frena ,cuando se fusionan estos dos isotopos del hidrogeno liberan helio-4 y un neutron, el 80% de la energia se la lleva el neutron en forma de energia cinetica y el helio-4 ese 20% en energia cinetica
Sin embargo la reaccion entre el helio-3 y el helio-3 libera helio-4 y dos protones(protio) que se podrian controlar con campos magneticos ya que poseen carga y no dejarian apenas radiacion,llegando a alcanzar 18MEV.
Para entender que ocurre exactamente y en detalle en la fusion nuclear lo explicare en mayor profundidad.
Imaginen dos nucleos atomicos ,uno de deuterio y otro de tritio,sus masas atomicas son:
Deuterio: 2,01345 UMA mas Tritio: 3,01550 UMA = 5,02895 UMA
El producto de la union entre deuterio y tritio es helio-4 y un neutron.
Neutron: 4,00150 UMA mas Helio4: 1,00867 UMA = 5,01017 UMA
5,02895 UMA - 5,01017 UMA = (0,01878 UMA) esto sera la diferencia de masas entre el deuterio y tritio sin unirse y el deuterio y tritio unido que da un neutron y helio-4.
0,01878 multiplicado por la masa atomica de un proton 932MEV = 17,5029MEV es la energia exacta que libera la reaccion.
UMA: unidad de masa atomica.
La masa atomica de el deuterio y el tritio separado es menor que el producto de su union que dara helio-4 y el neutron, por lo tanto al unirse en la fusion liberaran este "exceso de energia",asi funcionaria.
Y ahora os preguntareis ¿y si fusionaramos dos nucleos atomicos de oxigeno?,pues liberaria energia ya que no llega el producto de la reaccion al hierro,el producto daria silicio como elemento liberando gran cantidad de energia pero hay que tener en cuenta que contra mas elevado sea el numero de nucleones de un elemento para fusionar mas energia necesitaremos para unirlos y menos energia liberara hasta llegar al hierro-56.
Tambien os preguntareis como se han formado los demas elementos en el universo si el limite de fusion es el hierro,pues vereis cuando las supernovas contienen grandes cantidades de elementos tambien poseen neutrones libres y al enfriarse estos neutrones interaccionan con el hierro y otros elementos de modo que empiezan a capturar neutrones y aumentan su masa atomica,cuando el hierro es inestable por su masividad de neutrones decae transformando un neutron en un proton de modo que daria un escalon mas en el siguiente elemento y asi atrapando mas y mas irian formando los elementos de la tabla periodica que conocemos hasta llegar a los actinidos ya que ese seria el limite de estabilidad nuclear en elementos de alto peso atomico,si siguieran atrapando neutrones fisionarian debido a que la estabilidad nuclear no permitira mas capturas y produciria decaimientos constantemente.
2-Proyectos que desarrolla el ser humano para controlar la energia de fusion.
ITER:
Sin duda ITER,internacional termonuclear reactor experimental,esa serian sus siglas como lo oyen es un reactor que cuando se haya demostrado la viabilidad de la fusion como fuente de energia se procedera a su desmantelamiento y construccion de reactores de fusion por el planeta solo es experimental,de echo lleva muchos años con retrasos aqui les dejo la foto:
La imagen de la instalacion del ITER es un dibujo no vi adecuadas las demas imagenes que habi en google.
En principio se pensaba que iba a estar listo (construido)para experimentar con el a finales de 2015 pero por los retrasos y su complejidad tecnologica se aplazara hasta 2019 de momento,esperando que no haya mas problemas cuando llegue el 019,los retrasos se deben a causas economicas de la union europea,ya que al ser un proyecto internacional esta dentro china japon U.S.A ,la U.E india etc...
Se lleva a cabo al sur de francia en un enorme lugar cerca de la ciudad de Cadarache y esta casi construido actualmente ,se eligio en francia debido a sus ventajas y al ser lider en energia nuclear de Europa.
Es el mas grande y ambicioso proyecto destinado a la fusion nuclear en el planeta ya que de momento ha alcanzado la escalofriante cifra de 4400 millones de Euros de inversion economica en el,digamos que es el proyecto con mayor esperanza en este ambito de la energia nuclear.
Su tecnologia de funcionamiento es compleja,de ahi sus retrasos y problemas,este reactor cuenta con un sistema de confinamiento toroidal de particulas,quiere decir que en un gran donut gigante al vacio sometido a grandes campos magneticos generados por bobinas enfriadas por nitrogeno liquido produciendo el fenomeno de superconductividad ,se inyecta el combustible (isotopos hidrogeno) se pasan a estado de plasma y giran las particulas a millones de grados centigrados, para evitar su colision contra las paredes del reactor se utilizan campos magneticos muy potentes llegando hasta lo 7 teslas que confinan las particulas girando y siguiendo las lineas del campo magnetico de modo que jamas tocan una pared produciendo un derretimiento o contaminacion,el proceso de calentamiento de particulas se produce por antenas de alta frecuencia haciendo oscilar a las particulas y calentandolas millones de grados,el estado de plasma de la materia es un estado superior al gaseoso donde la temperatura supera los 20.000 grados y los electrones se desprenden de los atomos pasando a formar una "sopa" de nucleos libres y electrones,en el caso del reactor millones de grados,tambien inyectando electrones a altas energias calientan aun mas el plasma,cuando la fusion se produzca los neutrones bombardearan la pared generando calor en tuberias de agua que lo enviaran a una caldera y convertiran el vapor en electricidad,el combustible utilizado sera de 1 gramo por segundo de deuterio y tritio,se tiene que lograr una presion y temperatura critica para que se produzca el "encendido" de la fusion,los restos de helio-4 generado seguiran en el reactor haciendo autosostenible la reaccion y sin necesidad de administrarla calor, en el momento que se quiera apagar el reactor se le dejara de administrar combustible y se apagara la reaccion,el helio-4 producido se extraera por una pieza llamada divertor,situada debajo del ITER su funciona es sencilla extraer el helio-4 y las particulas que puedan contaminar la reaccion,respecto a la radiactividad generara dentro del reactor ya que los neutrones golpearan las paredes que estaran echas de materiales que soporten el calor como wolframio y carbono siendo necesario construir una gran barrera de contencion contra los neutrones,si se utilizara helio-3 como combustible y se buscara un medio para producir electricidad con los productos generados la radiacion generada en la fusion seria nula,a este tipo de control de reactor se les llama por confinamiento magnetico.
En la construccion se ha restringido el uso de electronica y computacion normal,debido a que los neutrones golpearian los componentes y chips y estos son muy sensibles a la radiacion y acabarian destruidos.
Cada ciertos años cuando se construyan reactores por el mundo,se necesitara cambiarles piezas debido al desgaste de las lonas de metal que cubren sus paredes por la excesiva exposicion a los neutrones.
NIF:
Este proyecto es muy grande y avaricioso ,puede funcionar en poco tiempo si se aumenta el ritmo de trabajo,pero tambien ha sufrido muchos atrasos debido a problemas economicos.
Se llama reactor de fusion nuclear por confinamiento inercial,por sus siglas national facility ignition ,esta siendo acabado y probado en U.S.A ,consiste en disparar un rayo laser de gran intensidad de energia sobre una pequeña esfera rellena con deuterio y tritio de modo que provocaria una implosion de la esfera comprimiendose a si misma y logrando la fusion,de modo que inmediatamente el combustible y la energia liberada pasarian a impregnar la camara esferica que estaria rellana con mas combustible provocando el ansiado encendido de la fusion,las paredes del reactor estarian echas de litio para que al golpear los neutrones provocasen la fision y liberasen al plasma tritio de modo que la reaccion seria autosostenible y mediante un intercambio de calor con las paredes se produciria electricidad,aqui teneis unas imagenes,el problema esque esta siendo muy dificil lograr con el laser el encedido de la capsula de combustible y esto trae complicaciones muy graves a la hora de lograrlo.
Depositando sobre el blanco, en ese corto periodo de tiempo, una energía de 5-10 MJoules obtendremos las condiciones necesarias para lograr la fusion. El blanco alcanzara una densidad de 600 a 1000 veces la densidad inicial y la temperatura necesaria para comenzar la ignicion. Ahora mismo se están depositando en los blancos energías de unos 1000 MJ esperemos que se logre.
En japon se esta desarrollando un proyecto con la misma tecnica y en francia tambien (LASERMEGAJOULE),pero el mas grande esta siendo terminado y probado en U.S.A.
He aqui el blanco con la capsula de combustible.
Otros proyectos de bajo calibre pero no por ello menos interesantes y prometedores:
Tambien se estan desarollando otros proyectos aislados y no tan grandes en reino unido y china relacionados con la fusion nuclear ,se trata de reactores del tamaño de una habitacion que funcionan por confinamiento magnetico y tratan de obtener mas energia de la que entregan,simplemente para demostrar que es viable la fusion mediante demostracion practica en reactores de menor tamaño para alimentacion de energia de nucleos urbanos,aqui les dejo unas fotos de los proyectos uno llamado stellator,pero el ITER sera el lider en este campo sin duda.
3-El futuro de la energia de fusion en poder de la raza humana.
Como todos sabemos las armas nucleares de hoy dia suelen funcionar por fision salvo algunas como la bomba H,o la bomba tactica de neutrones,abajo en el ultimo apartado se explica brevemente como funciona la bomba de fision,la bomba de fusion funciona a un 30% fision un70% por fusion de energia liberada aun asi los porcentajes pueden aumentarse y reducirse, quiere decir que el setenta por ciento del combustible funciona por la reaccion deuterio tritio que es el componente que inyectan a las bombas H ,tambien litio pero es para reflejar neutrones y la reaccion sea mas efectiva ,en la bomba de hidrogeno es necesario tener uranio puesto que es el encargado de comprimir el hidrogeno y provocar la reaccion nuclear de fusion,en el caso de las bombas de neutrones practicamente no generan destruccion pero si un manto de radiacion y mortalidad increible,funcionan similares a las de fusion solo que el porcentaje de uranio es del 3%.
BOMBA H
Y el futuro de las armas de antimateria sera aun mas peligroso ya que una pequeña cantidad de materia podria provocar gran destruccion,los dos inconvenientes son la sintesis de antimateria ya que es un gasto de energia inadmisible para generar unos nanogramos y el transporte de esta,ya que se necesitan campos electromagneticos para contenerla sin que reaccione con la materia normal.
Esto es hablado como armas que aun asi no hemos llegado a investigar al 100% la fusion en el armamento nuclear,dios no quiera que acabemos todos destruyendonos pero en el campo tecnico de la energia y electricidad sera absolutamente increible tener la fusion en nuestro poder y manos cuando el proyecto ITER llegue a nuestras manos sera un cambio revolucionario,una energia tan perfecta,inagotable,no contaminante(siempre que utilizemos los isotopos adecuados en la reaccion),y practicamente no habra necesidad de pagar factura electrica ya que no pueden sacar un impuesto supercaro del agua.
No solo eso,mas adelante la eficiencia energetica que logremos sera masiva,ya que en principio el ITER plantea sacar un factor de energia 10,si inyectan 50 megawatios,sacan 500,pero la fusion nuclear genera un factor mas elevado,lo que sucede es que el ser humano aun tendra que utilizar tecnicas para no perder tanta energia en el proceso de conversion y eficiencia de la fusion,obtener energia de la fusion con plena eficiencia y rendimiento obtiene una relacion de 1:4000 por cada unidad de energia y como he dicho antes el ITER plantea 1:10,siendo 1:4000 eficiencia 100% aunque realmente nunca se logra el 100% en cualquier proceso de conversion termodinamico,pero si se lograra avanzar mucho a lo largo de los años.
Demonos cuenta que el proceso de conversion en el ITER seran tubos con transporte de agua en las paredes del reactor donde golpearan los neutrones,de modo que calentaran el agua y este ira a una caldera donde el vapor moveria una turbina ,este proceso es bastante ineficiente pero en principio servira,en el caso del NIF y demas proyectos sera similar el proceso.
Con el tiempo se utilizara helio-3 como combustible de fusion ya que en la luna se ha logrado encontrar grandes cantidades de helio que esta siendo planteado por la NASA para ser utilizado como combustible en el futuro.
Se ha pensando que tendra mucha utilidad y revolucionara el sector energetico ,acabara con los problemas de electricidad del planeta y tendra un gran futuro.
4-Breve indicio a la relacion entre la fusion la fision la aniquilacion y la creacion de energia,las 4 reacciones nucleares existentes.
Respecto a este apartado comenzare hablando que no existen 2 reacciones nucleares en el universo como conocemos sino 4,la fusion de la cual ya la he explicaco en el 1 apartado detalladamente unir atomos,la fision consiste en partirlos o separarlos en trozos mas pequeños y en el caso del nucleo atomico mas favorable es el uranio y los que componen la tabla en la parte de los actinidos,el californio,el proactinio,el plutonio etc.. son fisionables quiere decir que un neutron o un proton con la suficiente energia bombardeado contra un nucleo anteriormente citado logra provocar la fision del uranio (ejemplo) liberando dos nucleos atomicos y 3 neutrones de los cuales golpean en mas nucleos provocando una reaccion en cadena en el caso de que contemos con mucho material fisionable,el necesario claro,esta reaccion libera tambien mucha energia pero el uranio no es abundante y es radiactivo,en el caso de utilizar un proton para fisionar se necesita superar la barrera culombiana.
La aniquilacion nuclear,se basa en la conocida antimateria y materia ordinaria,que es la antimateria? Una pregunta que tecleas en google y sinceramente nadie tiene ni idea todos ponen lo mismo,si tuvieramos un espejo y pusieramos un particula de frente... bla bla,no...la antimateria es simplemente lo siguiente,imaginemos un nucleo atomico de hidrogeno,ya que son esfericos en su totalidad pero pueden deformarse por reacciones nucleares este nucleo tiene una propiedad llamada espin el espin es el giro de la particula es decir gira en una direccion sobre si misma generando un campo magnetico con polos norte y sur,la antimateria es lo contrario, el giro es en el lado contrario ni mas ni menos,pero al girar en el lado contrario los polos del proton se invierten y se genera una carga contraria en vez de positiva seria negativa,en el caso de los electrones es lo mismo,cuando dos particulas de diferentes direcciones de giro se encuentran debido al principio de atraccion de cargas se acercan se anulan sus cargas campos magneticos y colisionan convirtiendose en energia pura,se transforman en muchisimas particulas con mucha energia cinetica,de echo la fusion solo libera un 2% de energia de la masa de una particula,la antimateria rinde al 100% convierte todo en energia,es la mejor fuente de energia que puede existir,esta en todos los lados,solo se necesita materia normal,el problema es encontrar antimateria,por eso muchas veces se ha sugerido buscar la manera de invertir los polos a la materia normal y asi conseguir antimateria de la propia materia,de echo esta en investigacion.
Aqui teneis el ejemplo explicativo simple de la antimaterua y materia.
Ops! se me olvidaba,aqui incluyo las 3 reacciones de fusion basicas.
Y la ultima reaccion nuclear,es simplemente contraria a la materia/antimateria,la creacion de energia, en vez de destruir la materia consiste basicamente en crearla,esto ya se ha conseguido en laboratorios de fisica nuclear simplemente hay que administrar energia suficiente para crear materia del tejido del universo,para que se entienda el experimento consistio en lanzar dos fotones gamma con suficiente energia ,al colisionar lograron materializar un electron y un positron,el positron es la antiparticula del electron,lo que pasa que este proceso es muy ineficiente y hay muchas perdidas de energia,ademas que nadie gastaria energia para crear materia cuando tenemos un planeta que hasta sobran los desperdicios de basura!
5-Transmutacion de elementos o alquimia(relacion con la fusion)
Aqui uno de los mayores apartados ,la transmutacion ,lo abro debido a muchas preguntas que me han realizado ,¿es posible crear oro?¿es posible crear uranio?,ademas esta relacionada con la fusion ya que la fusion nuclear es simplemente transmutacion,si tecnicamente podriamos generar oro o cualquier elemento que conozcamos estable en la tabla periodica manipulando cualquier atomo,solo dare una idea general no me metere a fondo como crear paso a paso un elemento calculando y poniendo todos los datos en detalle ya que es un arduo trabajo,pero tal vez algun dia lo haga (: alomejor..
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Hay muchas formas de hacerlo añadiendo o quitando protones o neutrones del nucleo seria lo basico siempre con la suficiente energia para aladir o quitar,bombardeando y enviando neutrones al nucleo atomico ,protones o rayos gamma,en el caso de los protones tienen una barrera electroestatica que daria problemas para provocar su union con otro nucleo y transmutarlo de modo que cuando enviasemos un proton a otro nucleo comenzaria a desviarse por la barrera culombiana y no impactaria,de echo en el caso de que impacte tendria que realizar una colision totalmente inelastica para quedarse "pegado" por la fuerza nuclear fuerte,o simplemente utilizando rayos gamma estos al golpear al nucleo atomico tambien podrian provocar una fision y quitarle neutrones ,para quitar neutrones a un nucleo atomico se necesita calcular la energia de enlace por nucleon en el caso del nitrogeno son 7MEV ,quiere decir que necesito 7MEV para arrancarle un neutron al nucleo.,aqui les dejo la tabla de energias de enlace de todos los elementos.
Obviamente para transmutar de un elemento a otro pueden tomar un nucleo por ejemplo el platino- 192 y sumarle el proton lo que daria oro- 193 radiactivo ,o simplemente tomar wolframio-182 y bombardean litio-3 lo que daria iridio-189 que por cierto ahora que me acuerdo decae a osmio en unos 13 dias por captura electronica,la captura electronica es un decaimiento radiactivo.
Todo esto acelerando particulas como ustedes imaginen ,hay muchas formas,solo echen a volar su imaginacion en reactores,aceleradores de particulas y miles de diseños,esto es parte de la rama de la fisica nuclear.
De echo esto se hace en hospitales y centros de investigacion para tratar el cancer crean radiofarmacos y lo administran a pacientes o para investigacion y sintesis de nuevos elementos de alto peso atomico en laboratorios,un aparato muy utilizado para esto es el ciclotron.
He aqui un ciclotron.
Tambien para reducir la barrera culombiana y evitar usar gastar tanta energia para transmutar se podria utilizar un campo electrico negativo cercano de modo que bajaria la barrera culombiana afectando al campo electromagnetico positivo del proton.
Pero como todo en la vida es complejo y requiere esfuerzo señores si quieren sintetizar oro o cualquier elemento necesitaran gastar mucha energia,(electricidad) yo mismo lo he calculado y no saldria rentable a menos que se tuviera una fuente de energia muy buena,un reactor de fusion en casa.Mas luego sin contar los problemas de radiacion que podrian provocar si no diseñan el reactor con precision y alta tecnologia.
Muchas gracias a todos por su atencion espero les haya gustado he escrito yo todo ,dejen puntos y comenten lo que mas les guste,si tienen alguna duda pregunten les respondere encantado.Saludos.
Hola a todos este es mi segundo post !! ESPERO NO ABURRIRLES con el,me gustaria hablar de un tema que hoy dia aun muy poca gente conoce o casi nada y sera parte del futuro energetico de la raza humana,como habeis leido sin duda la fusion nuclear una fuente de energia con unas ventajas inimaginables y con unos inconvenientes muy bajos que ya ire presentando a lo largo del post ,he recojido poca informacion de google porque podria decirse que se mucho de este tema y en este post la unica informacion que he buscado en google han sido las imagenes correspondientes a cada apartado,tambien inclluyo en el tema otras cosas interesantes relacionadas con fisica nuclear.
1-Que es?
Para empezar desde 0,y que la gente entienda de que esta compuesta la materia que hoy dia conocemos ,simplemente de atomos y mas al fondo estos atomos sus nucleos lo componen otras particulas mas pequeas llamadas quark y gluones pero eso es un tema muy profundo y hasta ahi no quiero llegar,tal vez en otro post,un atomo es la unidad fundamental que compone a la materia que conocemos hoy dia,esta formado por protones neutrones y electrones,que sencillo verdad?,estamos compuestos de celulas y a la vez de largas cadenas de adn compuestos y mas cosas,todas esas celulas que contiene nuestro cuerpo y tejidos estan echas de atomos pero estos atomos estan enlazados por sus capas electronicas que dan lugar a las moleculas y asi nacerian los enlaces quimicos que basicamente es de lo que esta echo nuestro cuerpo adn tejidos etc..,todos esos enlaces quimicos estan compuestos de atomos de todo tipo,segun la tabla de los elementos ya sean carbono hidrogeno oxigeno neon oro paladio etc..
El unico atomo que no tiene un neutron es el protio,el isotopo mas basico del hidrogeno,un isotopo es un nucleo atomico con diferente numero de neutrones y el mismo numero de protones,el numero de protones establece el elemento que es y el numero de neutrones su estabilidad nuclear,la estabilidad nuclear puede ser variable ,si sobrecargamos al nucleo con muchos neutrones producira lo que llamamos un decaimiento radiactivo y emitira radiactividad para transmutar en otro nucleo atomico ,(isotopo del oro estable 79 protones,118 neutrones)(siguiente isotopo del oro radiactivo 79 protones 119 neutrones) este segundo atomo con 119 neutrones es inestable y el propio nucleo no puede sostenerse sobre si mismo por lo tanto sufrira un decaimiento nuclear emitira radiacion y se transmutara en mercurio en unos dias.
Los electrones son 1860 veces aproximadamente mas pequeños que un proton y los neutrones tienen un tamao casi igual al proton.
Y ahora vamos con la fusion,como dice la palabra fusionar significa unir pero unir nucleos atomicos ,cuando dos atomos se fusionan y el resultado de la fusion no da nucleos atomicos que superen la masa atomica del hierro exactamente el isotopo-56 del hierro liberaran energia,si por el contrario superan la masa del hierro-56 consumiran energia y la reaccion nuclear no sera rentable energeticamente,y eso no es lo que busca la especie humana.
De echo la reaccion nuclear de fusion que emite mas energia y es mas renatble es la de dos isotopos del hidrogeno ligeros,deuterio y tritio liberando 17MEV ,tambien la fusion de helio con helio libera gran cantidad de energia mas que la del deuterio y tritio unos 18,6MEV
MEV= megaelectronvoltio es una unidad de medida de energia para que lo entendamos hare el siguiente ejemplo.
Un megaelectronvoltio es un millon de electronvoltios,un electronvoltio equivale a 0,00000000000000000016 Julios de energia! Y un megaelectronvoltio 0,00000000000016 Julios!, para que os hagais una idea un julio es un watio por segundo y una lampara para alumbrar una gran habitacion consume 100 watios/ segundo pero cuidado no quiere decir que la reaccion libere poca energia eso seria solo la energia liberada por un atomo ojo,un gramo fusionado de deuterio y tritio generarian una energia de 360.000 Millones de watios,una botella de un litro de agua contiene 111 gramos de hidrogeno,no tiene deuterio y tritio pero a partir del hidrogeno podrian sintetizarse,imaginense la energia que liberaria la fusion nuclear de todo el hidrogeno del agua de una botella de un litro.
Para que se produzca la fusion nuclear hay que elevar la temperatura del hidrogeno mucho alrededor de decenas de millones de grados en el caso del sol,esto se debe porque para fusionar nucleos atomicos hay que superar una barrera electroestatica una de las 4 fuerzas fundamentales del universo,electromagnetica,los protones o nucleos tienen carga positiva por lo tanto cuando otro nucleo se le va a acercar se repelen por el principio de cargas,para lograr la fusion y evitar esto hay que levantar la temperatura aumentando la energia cinetica de las particulas contra mas rapido se muevan mas probabilidades tendran de superar esta barrera y unirse,en el momento de la union se producira la fusion liberando mucha energia,obviamente la fusion es una reaccion nuclear rentable porque se obtiene mayor energia de la reaccion que la que hay que inyectar para que se produzca,se me olvida hablar de la fuerza nuclear fuerte otra de las 4 leyes del universo cuando superan los atomos la barrera culombiana despues de la fusion lo que los mantiene pegados es la fuerza la fuerza nuclear fuerte,es un pegamento que mantiene unidos a los nucleos atomicos es 100 veces mas fuerte que la fuerza electromagnetica repulsiva de los protones ,si no fuera asi, los atomos no podrian formar elementos mas pesados y todo seria hidrogeno ya que por el principio de repulsion de cargas los protones no se quedarian y juntos en el nucleo atomico,no existiria la vida ni el planeta ni nada,solo nubes de gas de hidrogeno.
Es un combustible barato limpio facil de conseguir e casi ilimitado,el agua que contiene hidrogeno.
Estas reacciones nucleares ocurren en el sol,el sol posee miles de millones de toneladas de hidrogeno que cada dia quema para producir energia luz y calor que llega hasta nuestro planeta ,digamos que el sol es un reactor nuclear gigante de fusion perfectamente echo y equilibrado que dura miles de millones de aos ,cuando el sol agote su combustible (hidrogeno y helio) empezara a fusionar carbono boro litio oxigeno producto de la fusion del hidrogeno y el helio ,aumentando asi los elementos hasta que llegue al hierro-56 en ese momento el sol no podra obtener energia y se desplomara sobre si mismo empezando a contraerse debido a que la energia de las particulas que ya no tiene no le permiten evitar el colapso gravitacional contrayendose cada vez mas y mas y llegando a degenerar en estrella de neutrones esto se debe a que los nucleos atomicos se romperan transformandose en hidrogeno pero ya no podra quemarlo porque estara degenerandose y los electrones no podran soportarlo por lo tanto caeran hacia los nucleos atomicos transmutando en neutrones y a la vez contrayendose mas hasta que quede una estrella de neutrones bagando por ahi,y finalmente si el colapso y la degeneracion neutronica sigue se convertira en un agujero negro terminando asi el ciclo de vida de la estrella,me faltaba decir que un neutron como habreis leido es una fusion de masas entre un proton y un electron cuando se unen, sus barreras electroestaticas quedan anuladas de ahi que no posea carga culombiana.
Se de mucha gente que me ha preguntado hoy dia si los atomos existen!! increible, porque no se pueden ver con microscopios normales,y yo les respondo que si se pueden ver pero no con un aparato sencillo mas bien con uno caro,aunque no demasiado,se llaman microscopios de efecto tunel utilizan un fenomeno de interaccion de electrones para poder localizarlos y poder observarlos sin problemas,si alguno me pregunta cuanto valen son bastante caros cerca de treinta mil dolares creo,pero son buena tecnologia para observar atomos,lo que realmente no se puede llegar a ver hoy dia son los nucleos atomicos ,imaginen un campo de futbol como una pelota enorme, en el centro del campo una canica a escala con el campo colocada seria el nucleo atomico pero de un nucleo de hidrogeno(protio)!!!! y los electrones serian 1860 veces mas pequeños que la canica y estarian girando alrededor del nucleo a gran velocidad a una distancia del centro del campo ubicada en las gradas!,pero... y el 99,9996% del atomo? Sencillamente y hasta lo que sabemos hoy dia,ese 99%... seria vacio! O mejor llamado tejido espacio tiempo compuesto de algo.
Microscopio de efecto tunel.
La reaccion entre el deuterio y el tritio es una reaccion muy buena pero lamentablemente emite neutrones ,las particulas sin carga que no se pueden detener apenas,solo con grandes barreras de plomo u hormigon se las frena ,cuando se fusionan estos dos isotopos del hidrogeno liberan helio-4 y un neutron, el 80% de la energia se la lleva el neutron en forma de energia cinetica y el helio-4 ese 20% en energia cinetica
Sin embargo la reaccion entre el helio-3 y el helio-3 libera helio-4 y dos protones(protio) que se podrian controlar con campos magneticos ya que poseen carga y no dejarian apenas radiacion,llegando a alcanzar 18MEV.
Para entender que ocurre exactamente y en detalle en la fusion nuclear lo explicare en mayor profundidad.
Imaginen dos nucleos atomicos ,uno de deuterio y otro de tritio,sus masas atomicas son:
Deuterio: 2,01345 UMA mas Tritio: 3,01550 UMA = 5,02895 UMA
El producto de la union entre deuterio y tritio es helio-4 y un neutron.
Neutron: 4,00150 UMA mas Helio4: 1,00867 UMA = 5,01017 UMA
5,02895 UMA - 5,01017 UMA = (0,01878 UMA) esto sera la diferencia de masas entre el deuterio y tritio sin unirse y el deuterio y tritio unido que da un neutron y helio-4.
0,01878 multiplicado por la masa atomica de un proton 932MEV = 17,5029MEV es la energia exacta que libera la reaccion.
UMA: unidad de masa atomica.
La masa atomica de el deuterio y el tritio separado es menor que el producto de su union que dara helio-4 y el neutron, por lo tanto al unirse en la fusion liberaran este "exceso de energia",asi funcionaria.
Y ahora os preguntareis ¿y si fusionaramos dos nucleos atomicos de oxigeno?,pues liberaria energia ya que no llega el producto de la reaccion al hierro,el producto daria silicio como elemento liberando gran cantidad de energia pero hay que tener en cuenta que contra mas elevado sea el numero de nucleones de un elemento para fusionar mas energia necesitaremos para unirlos y menos energia liberara hasta llegar al hierro-56.
Tambien os preguntareis como se han formado los demas elementos en el universo si el limite de fusion es el hierro,pues vereis cuando las supernovas contienen grandes cantidades de elementos tambien poseen neutrones libres y al enfriarse estos neutrones interaccionan con el hierro y otros elementos de modo que empiezan a capturar neutrones y aumentan su masa atomica,cuando el hierro es inestable por su masividad de neutrones decae transformando un neutron en un proton de modo que daria un escalon mas en el siguiente elemento y asi atrapando mas y mas irian formando los elementos de la tabla periodica que conocemos hasta llegar a los actinidos ya que ese seria el limite de estabilidad nuclear en elementos de alto peso atomico,si siguieran atrapando neutrones fisionarian debido a que la estabilidad nuclear no permitira mas capturas y produciria decaimientos constantemente.
2-Proyectos que desarrolla el ser humano para controlar la energia de fusion.
ITER:
Sin duda ITER,internacional termonuclear reactor experimental,esa serian sus siglas como lo oyen es un reactor que cuando se haya demostrado la viabilidad de la fusion como fuente de energia se procedera a su desmantelamiento y construccion de reactores de fusion por el planeta solo es experimental,de echo lleva muchos años con retrasos aqui les dejo la foto:
La imagen de la instalacion del ITER es un dibujo no vi adecuadas las demas imagenes que habi en google.
En principio se pensaba que iba a estar listo (construido)para experimentar con el a finales de 2015 pero por los retrasos y su complejidad tecnologica se aplazara hasta 2019 de momento,esperando que no haya mas problemas cuando llegue el 019,los retrasos se deben a causas economicas de la union europea,ya que al ser un proyecto internacional esta dentro china japon U.S.A ,la U.E india etc...
Se lleva a cabo al sur de francia en un enorme lugar cerca de la ciudad de Cadarache y esta casi construido actualmente ,se eligio en francia debido a sus ventajas y al ser lider en energia nuclear de Europa.
Es el mas grande y ambicioso proyecto destinado a la fusion nuclear en el planeta ya que de momento ha alcanzado la escalofriante cifra de 4400 millones de Euros de inversion economica en el,digamos que es el proyecto con mayor esperanza en este ambito de la energia nuclear.
Su tecnologia de funcionamiento es compleja,de ahi sus retrasos y problemas,este reactor cuenta con un sistema de confinamiento toroidal de particulas,quiere decir que en un gran donut gigante al vacio sometido a grandes campos magneticos generados por bobinas enfriadas por nitrogeno liquido produciendo el fenomeno de superconductividad ,se inyecta el combustible (isotopos hidrogeno) se pasan a estado de plasma y giran las particulas a millones de grados centigrados, para evitar su colision contra las paredes del reactor se utilizan campos magneticos muy potentes llegando hasta lo 7 teslas que confinan las particulas girando y siguiendo las lineas del campo magnetico de modo que jamas tocan una pared produciendo un derretimiento o contaminacion,el proceso de calentamiento de particulas se produce por antenas de alta frecuencia haciendo oscilar a las particulas y calentandolas millones de grados,el estado de plasma de la materia es un estado superior al gaseoso donde la temperatura supera los 20.000 grados y los electrones se desprenden de los atomos pasando a formar una "sopa" de nucleos libres y electrones,en el caso del reactor millones de grados,tambien inyectando electrones a altas energias calientan aun mas el plasma,cuando la fusion se produzca los neutrones bombardearan la pared generando calor en tuberias de agua que lo enviaran a una caldera y convertiran el vapor en electricidad,el combustible utilizado sera de 1 gramo por segundo de deuterio y tritio,se tiene que lograr una presion y temperatura critica para que se produzca el "encendido" de la fusion,los restos de helio-4 generado seguiran en el reactor haciendo autosostenible la reaccion y sin necesidad de administrarla calor, en el momento que se quiera apagar el reactor se le dejara de administrar combustible y se apagara la reaccion,el helio-4 producido se extraera por una pieza llamada divertor,situada debajo del ITER su funciona es sencilla extraer el helio-4 y las particulas que puedan contaminar la reaccion,respecto a la radiactividad generara dentro del reactor ya que los neutrones golpearan las paredes que estaran echas de materiales que soporten el calor como wolframio y carbono siendo necesario construir una gran barrera de contencion contra los neutrones,si se utilizara helio-3 como combustible y se buscara un medio para producir electricidad con los productos generados la radiacion generada en la fusion seria nula,a este tipo de control de reactor se les llama por confinamiento magnetico.
En la construccion se ha restringido el uso de electronica y computacion normal,debido a que los neutrones golpearian los componentes y chips y estos son muy sensibles a la radiacion y acabarian destruidos.
Cada ciertos años cuando se construyan reactores por el mundo,se necesitara cambiarles piezas debido al desgaste de las lonas de metal que cubren sus paredes por la excesiva exposicion a los neutrones.
NIF:
Este proyecto es muy grande y avaricioso ,puede funcionar en poco tiempo si se aumenta el ritmo de trabajo,pero tambien ha sufrido muchos atrasos debido a problemas economicos.
Se llama reactor de fusion nuclear por confinamiento inercial,por sus siglas national facility ignition ,esta siendo acabado y probado en U.S.A ,consiste en disparar un rayo laser de gran intensidad de energia sobre una pequeña esfera rellena con deuterio y tritio de modo que provocaria una implosion de la esfera comprimiendose a si misma y logrando la fusion,de modo que inmediatamente el combustible y la energia liberada pasarian a impregnar la camara esferica que estaria rellana con mas combustible provocando el ansiado encendido de la fusion,las paredes del reactor estarian echas de litio para que al golpear los neutrones provocasen la fision y liberasen al plasma tritio de modo que la reaccion seria autosostenible y mediante un intercambio de calor con las paredes se produciria electricidad,aqui teneis unas imagenes,el problema esque esta siendo muy dificil lograr con el laser el encedido de la capsula de combustible y esto trae complicaciones muy graves a la hora de lograrlo.
Depositando sobre el blanco, en ese corto periodo de tiempo, una energía de 5-10 MJoules obtendremos las condiciones necesarias para lograr la fusion. El blanco alcanzara una densidad de 600 a 1000 veces la densidad inicial y la temperatura necesaria para comenzar la ignicion. Ahora mismo se están depositando en los blancos energías de unos 1000 MJ esperemos que se logre.
En japon se esta desarrollando un proyecto con la misma tecnica y en francia tambien (LASERMEGAJOULE),pero el mas grande esta siendo terminado y probado en U.S.A.
He aqui el blanco con la capsula de combustible.
Otros proyectos de bajo calibre pero no por ello menos interesantes y prometedores:
Tambien se estan desarollando otros proyectos aislados y no tan grandes en reino unido y china relacionados con la fusion nuclear ,se trata de reactores del tamaño de una habitacion que funcionan por confinamiento magnetico y tratan de obtener mas energia de la que entregan,simplemente para demostrar que es viable la fusion mediante demostracion practica en reactores de menor tamaño para alimentacion de energia de nucleos urbanos,aqui les dejo unas fotos de los proyectos uno llamado stellator,pero el ITER sera el lider en este campo sin duda.
3-El futuro de la energia de fusion en poder de la raza humana.
Como todos sabemos las armas nucleares de hoy dia suelen funcionar por fision salvo algunas como la bomba H,o la bomba tactica de neutrones,abajo en el ultimo apartado se explica brevemente como funciona la bomba de fision,la bomba de fusion funciona a un 30% fision un70% por fusion de energia liberada aun asi los porcentajes pueden aumentarse y reducirse, quiere decir que el setenta por ciento del combustible funciona por la reaccion deuterio tritio que es el componente que inyectan a las bombas H ,tambien litio pero es para reflejar neutrones y la reaccion sea mas efectiva ,en la bomba de hidrogeno es necesario tener uranio puesto que es el encargado de comprimir el hidrogeno y provocar la reaccion nuclear de fusion,en el caso de las bombas de neutrones practicamente no generan destruccion pero si un manto de radiacion y mortalidad increible,funcionan similares a las de fusion solo que el porcentaje de uranio es del 3%.
BOMBA H
Y el futuro de las armas de antimateria sera aun mas peligroso ya que una pequeña cantidad de materia podria provocar gran destruccion,los dos inconvenientes son la sintesis de antimateria ya que es un gasto de energia inadmisible para generar unos nanogramos y el transporte de esta,ya que se necesitan campos electromagneticos para contenerla sin que reaccione con la materia normal.
Esto es hablado como armas que aun asi no hemos llegado a investigar al 100% la fusion en el armamento nuclear,dios no quiera que acabemos todos destruyendonos pero en el campo tecnico de la energia y electricidad sera absolutamente increible tener la fusion en nuestro poder y manos cuando el proyecto ITER llegue a nuestras manos sera un cambio revolucionario,una energia tan perfecta,inagotable,no contaminante(siempre que utilizemos los isotopos adecuados en la reaccion),y practicamente no habra necesidad de pagar factura electrica ya que no pueden sacar un impuesto supercaro del agua.
No solo eso,mas adelante la eficiencia energetica que logremos sera masiva,ya que en principio el ITER plantea sacar un factor de energia 10,si inyectan 50 megawatios,sacan 500,pero la fusion nuclear genera un factor mas elevado,lo que sucede es que el ser humano aun tendra que utilizar tecnicas para no perder tanta energia en el proceso de conversion y eficiencia de la fusion,obtener energia de la fusion con plena eficiencia y rendimiento obtiene una relacion de 1:4000 por cada unidad de energia y como he dicho antes el ITER plantea 1:10,siendo 1:4000 eficiencia 100% aunque realmente nunca se logra el 100% en cualquier proceso de conversion termodinamico,pero si se lograra avanzar mucho a lo largo de los años.
Demonos cuenta que el proceso de conversion en el ITER seran tubos con transporte de agua en las paredes del reactor donde golpearan los neutrones,de modo que calentaran el agua y este ira a una caldera donde el vapor moveria una turbina ,este proceso es bastante ineficiente pero en principio servira,en el caso del NIF y demas proyectos sera similar el proceso.
Con el tiempo se utilizara helio-3 como combustible de fusion ya que en la luna se ha logrado encontrar grandes cantidades de helio que esta siendo planteado por la NASA para ser utilizado como combustible en el futuro.
Se ha pensando que tendra mucha utilidad y revolucionara el sector energetico ,acabara con los problemas de electricidad del planeta y tendra un gran futuro.
4-Breve indicio a la relacion entre la fusion la fision la aniquilacion y la creacion de energia,las 4 reacciones nucleares existentes.
Respecto a este apartado comenzare hablando que no existen 2 reacciones nucleares en el universo como conocemos sino 4,la fusion de la cual ya la he explicaco en el 1 apartado detalladamente unir atomos,la fision consiste en partirlos o separarlos en trozos mas pequeños y en el caso del nucleo atomico mas favorable es el uranio y los que componen la tabla en la parte de los actinidos,el californio,el proactinio,el plutonio etc.. son fisionables quiere decir que un neutron o un proton con la suficiente energia bombardeado contra un nucleo anteriormente citado logra provocar la fision del uranio (ejemplo) liberando dos nucleos atomicos y 3 neutrones de los cuales golpean en mas nucleos provocando una reaccion en cadena en el caso de que contemos con mucho material fisionable,el necesario claro,esta reaccion libera tambien mucha energia pero el uranio no es abundante y es radiactivo,en el caso de utilizar un proton para fisionar se necesita superar la barrera culombiana.
La aniquilacion nuclear,se basa en la conocida antimateria y materia ordinaria,que es la antimateria? Una pregunta que tecleas en google y sinceramente nadie tiene ni idea todos ponen lo mismo,si tuvieramos un espejo y pusieramos un particula de frente... bla bla,no...la antimateria es simplemente lo siguiente,imaginemos un nucleo atomico de hidrogeno,ya que son esfericos en su totalidad pero pueden deformarse por reacciones nucleares este nucleo tiene una propiedad llamada espin el espin es el giro de la particula es decir gira en una direccion sobre si misma generando un campo magnetico con polos norte y sur,la antimateria es lo contrario, el giro es en el lado contrario ni mas ni menos,pero al girar en el lado contrario los polos del proton se invierten y se genera una carga contraria en vez de positiva seria negativa,en el caso de los electrones es lo mismo,cuando dos particulas de diferentes direcciones de giro se encuentran debido al principio de atraccion de cargas se acercan se anulan sus cargas campos magneticos y colisionan convirtiendose en energia pura,se transforman en muchisimas particulas con mucha energia cinetica,de echo la fusion solo libera un 2% de energia de la masa de una particula,la antimateria rinde al 100% convierte todo en energia,es la mejor fuente de energia que puede existir,esta en todos los lados,solo se necesita materia normal,el problema es encontrar antimateria,por eso muchas veces se ha sugerido buscar la manera de invertir los polos a la materia normal y asi conseguir antimateria de la propia materia,de echo esta en investigacion.
Aqui teneis el ejemplo explicativo simple de la antimaterua y materia.
Ops! se me olvidaba,aqui incluyo las 3 reacciones de fusion basicas.
Y la ultima reaccion nuclear,es simplemente contraria a la materia/antimateria,la creacion de energia, en vez de destruir la materia consiste basicamente en crearla,esto ya se ha conseguido en laboratorios de fisica nuclear simplemente hay que administrar energia suficiente para crear materia del tejido del universo,para que se entienda el experimento consistio en lanzar dos fotones gamma con suficiente energia ,al colisionar lograron materializar un electron y un positron,el positron es la antiparticula del electron,lo que pasa que este proceso es muy ineficiente y hay muchas perdidas de energia,ademas que nadie gastaria energia para crear materia cuando tenemos un planeta que hasta sobran los desperdicios de basura!
5-Transmutacion de elementos o alquimia(relacion con la fusion)
Aqui uno de los mayores apartados ,la transmutacion ,lo abro debido a muchas preguntas que me han realizado ,¿es posible crear oro?¿es posible crear uranio?,ademas esta relacionada con la fusion ya que la fusion nuclear es simplemente transmutacion,si tecnicamente podriamos generar oro o cualquier elemento que conozcamos estable en la tabla periodica manipulando cualquier atomo,solo dare una idea general no me metere a fondo como crear paso a paso un elemento calculando y poniendo todos los datos en detalle ya que es un arduo trabajo,pero tal vez algun dia lo haga (: alomejor..
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Hay muchas formas de hacerlo añadiendo o quitando protones o neutrones del nucleo seria lo basico siempre con la suficiente energia para aladir o quitar,bombardeando y enviando neutrones al nucleo atomico ,protones o rayos gamma,en el caso de los protones tienen una barrera electroestatica que daria problemas para provocar su union con otro nucleo y transmutarlo de modo que cuando enviasemos un proton a otro nucleo comenzaria a desviarse por la barrera culombiana y no impactaria,de echo en el caso de que impacte tendria que realizar una colision totalmente inelastica para quedarse "pegado" por la fuerza nuclear fuerte,o simplemente utilizando rayos gamma estos al golpear al nucleo atomico tambien podrian provocar una fision y quitarle neutrones ,para quitar neutrones a un nucleo atomico se necesita calcular la energia de enlace por nucleon en el caso del nitrogeno son 7MEV ,quiere decir que necesito 7MEV para arrancarle un neutron al nucleo.,aqui les dejo la tabla de energias de enlace de todos los elementos.
Obviamente para transmutar de un elemento a otro pueden tomar un nucleo por ejemplo el platino- 192 y sumarle el proton lo que daria oro- 193 radiactivo ,o simplemente tomar wolframio-182 y bombardean litio-3 lo que daria iridio-189 que por cierto ahora que me acuerdo decae a osmio en unos 13 dias por captura electronica,la captura electronica es un decaimiento radiactivo.
Todo esto acelerando particulas como ustedes imaginen ,hay muchas formas,solo echen a volar su imaginacion en reactores,aceleradores de particulas y miles de diseños,esto es parte de la rama de la fisica nuclear.
De echo esto se hace en hospitales y centros de investigacion para tratar el cancer crean radiofarmacos y lo administran a pacientes o para investigacion y sintesis de nuevos elementos de alto peso atomico en laboratorios,un aparato muy utilizado para esto es el ciclotron.
He aqui un ciclotron.
Tambien para reducir la barrera culombiana y evitar usar gastar tanta energia para transmutar se podria utilizar un campo electrico negativo cercano de modo que bajaria la barrera culombiana afectando al campo electromagnetico positivo del proton.
Pero como todo en la vida es complejo y requiere esfuerzo señores si quieren sintetizar oro o cualquier elemento necesitaran gastar mucha energia,(electricidad) yo mismo lo he calculado y no saldria rentable a menos que se tuviera una fuente de energia muy buena,un reactor de fusion en casa.Mas luego sin contar los problemas de radiacion que podrian provocar si no diseñan el reactor con precision y alta tecnologia.
Muchas gracias a todos por su atencion espero les haya gustado he escrito yo todo ,dejen puntos y comenten lo que mas les guste,si tienen alguna duda pregunten les respondere encantado.Saludos.