1. Selección de Isótopos:
- Los combustibles más habituales utilizados en las reacciones de fusión nuclear son los isótopos de hidrógeno, concretamente el deuterio (D) y el tritio (T).
- El deuterio es relativamente abundante y se encuentra en fuentes de agua naturales. El tritio, por otro lado, es escaso pero puede producirse mediante varios métodos, como la activación de neutrones.
2. Reacción de fusión:
- La reacción de fusión primaria implica la combinación de dos núcleos:uno de deuterio y otro de tritio. Este proceso da como resultado la liberación de un núcleo de helio y un neutrón, junto con una cantidad significativa de energía en forma de rayos gamma.
3. Tasas de reacción y secciones transversales:
- En una reacción de fusión, la probabilidad de que dos núcleos se fusionen está representada por la sección transversal de fusión (σ). Este parámetro depende de las velocidades relativas y la energía de los núcleos involucrados.
- La sección transversal de fusión es función de la temperatura y densidad del combustible. A temperaturas más altas, los núcleos tienen velocidades más altas, lo que aumenta la probabilidad de fusión.
4. Proporción óptima de isótopos:
- Para determinar la proporción más adecuada de deuterio y tritio, es fundamental considerar sus respectivas secciones transversales y la velocidad de reacción global.
- Los datos determinados experimentalmente indican que una mezcla D-T con aproximadamente 50 % de deuterio y 50 % tritio produce una sección transversal relativamente mayor y, por lo tanto, una velocidad de reacción de fusión más alta en comparación con otras proporciones D-T. Esta composición particular permite la generación de más energía y permite que se produzcan reacciones de fusión a temperaturas más bajas en comparación con los combustibles de deuterio puro o tritio puro.
5. Salida de potencia de fusión:
- La producción de energía de las reacciones de fusión nuclear está influenciada por varios parámetros, incluida la velocidad de la reacción de fusión, la energía liberada por reacción y la masa total de combustible.
- Al optimizar la mezcla de combustible y las condiciones de funcionamiento (temperatura y densidad), es posible maximizar la producción de energía de fusión garantizando al mismo tiempo un consumo eficiente de combustible y un proceso de reacción sostenible.
Es importante tener en cuenta que, si bien la mezcla 50%-50% D-T generalmente se considera la composición de combustible óptima, las investigaciones en curso pueden descubrir combinaciones de combustibles alternativos o métodos de fusión avanzados que podrían mejorar aún más las tasas de reacción y la producción de energía.
