Comprender el proceso
* fusión: La fusión es el proceso donde dos núcleos atómicos de luz se combinan para formar un núcleo más pesado, liberando una tremenda cantidad de energía.
* Fusión de hidrógeno: La reacción de fusión más común es la fusión de dos isótopos de hidrógeno (deuterio y tritio) para formar helio, liberando un neutrón y una gran cantidad de energía.
Puntos clave
* Lanzamiento de energía: La energía liberada en una reacción de fusión está determinada por la diferencia en la masa entre los reactivos y los productos (el defecto de masa) utilizando la famosa ecuación de Einstein, E =Mc².
* Eficiencia: No todos los átomos de hidrógeno participan en reacciones de fusión. La cantidad real de energía producida depende de la eficiencia del proceso de fusión.
Cálculos
1. Defecto de masa: El defecto de masa en la reacción de fusión de Deuterium-Tritium es de aproximadamente 0.01888 unidades de masa atómica (AMU).
2. Equivalencia de energía: Usando E =MC²:
* 1 amu =1.66054 x 10⁻²⁷ kg
* c (velocidad de luz) =2.99792 x 10⁸ m/s
* Por lo tanto, 1 amu =931.5 MeV (voltios de mega-electrones)
3. Energía por fusión: El defecto de masa de 0.01888 AMU corresponde a 17.59 MeV de energía liberado por evento de fusión.
4. Número de átomos de hidrógeno: 1 kg de hidrógeno contiene aproximadamente 6.022 x 10²⁶ átomos de hidrógeno.
5. Suposiciones: Suponiendo un proceso hipotético de fusión 100% eficiente (que no se puede lograr en la tecnología actual), la energía total liberada sería:
* (17.59 MeV/Fusion) * (6.022 x 10²⁶ Fusiones) =1.059 x 10³⁸ MEV
* Esto es equivalente a aproximadamente 1.7 x 10¹⁷ Joules.
Consideraciones del mundo real
* Eficiencia de fusión: Los reactores de fusión actuales están lejos de lograr un 100% de eficiencia.
* Condiciones de reacción: La fusión requiere temperaturas y presiones extremadamente altas, que son difíciles de lograr y mantener.
Conclusión
La fusión de 1 kg de hidrógeno, teóricamente, podría liberar una enorme cantidad de energía. Sin embargo, lograr reacciones de fusión eficientes y sostenidas sigue siendo un desafío tecnológico significativo.
