Fusion nuclear en el sol

¿es renovable la fusión nuclear?

La energía del Sol -tanto la térmica como la luminosa- se origina en un proceso de fusión nuclear que tiene lugar en el interior del núcleo del Sol. El tipo específico de fusión que se produce en el interior del Sol se conoce como fusión protón-protón[2].

Dentro del Sol, este proceso comienza con protones (que es simplemente un núcleo de hidrógeno solitario) y a través de una serie de pasos, estos protones se fusionan y se convierten en helio. Este proceso de fusión se produce en el interior del núcleo del Sol, y la transformación da lugar a una liberación de energía que mantiene al Sol caliente. La energía resultante se irradia desde el núcleo del Sol y se desplaza por todo el sistema solar[3] Es importante señalar que el núcleo es la única parte del Sol que produce una cantidad significativa de calor a través de la fusión (contribuye en un 99% aproximadamente)[3] El resto del Sol se calienta por la energía transferida hacia el exterior desde el núcleo.

El átomo final de helio-4 tiene menos masa que los 4 protones originales que se unieron (véase E=mc2). Por ello, su combinación da lugar a un exceso de energía que se libera en forma de calor y luz que sale del Sol, dado por la equivalencia masa-energía. Para salir del Sol, esta energía debe viajar a través de muchas capas hasta la fotosfera antes de que pueda salir al espacio en forma de luz solar. Dado que esta cadena protón-protón se produce con frecuencia -9,2 x 1037 veces por segundo- se produce una importante liberación de energía[3] De toda la masa que se somete a este proceso de fusión, sólo un 0,7% se convierte en energía. Aunque parece una cantidad pequeña de masa, equivale a 4,26 millones de toneladas de materia que se convierten en energía por segundo[3] Utilizando la equivalencia masa-energía, encontramos que estos 4,26 millones de toneladas de materia equivalen a unos 3,8 x 1026 julios de energía liberada por segundo.

fusión nuclear en la tierra

Este artículo trata de las afirmaciones de Fleischmann-Pons sobre la fusión nuclear a temperatura ambiente y las investigaciones posteriores. Para el uso original del término «fusión fría», véase Fusión catalizada por muones. Para el resto de definiciones, véase Fusión en frío (desambiguación).

La fusión fría es un tipo hipotético de reacción nuclear que se produciría a temperatura ambiente o cerca de ella. Contrasta fuertemente con la fusión «caliente» que se sabe que tiene lugar de forma natural en las estrellas y de forma artificial en las bombas de hidrógeno y en los prototipos de reactores de fusión bajo una inmensa presión y a temperaturas de millones de grados, y se distingue de la fusión catalizada por muones. En la actualidad no existe ningún modelo teórico aceptado que permita que se produzca la fusión fría.

En 1989, dos electroquímicos, Martin Fleischmann y Stanley Pons, informaron de que su aparato había producido un calor anómalo («exceso de calor») de una magnitud que, según ellos, desafiaría la explicación excepto en términos de procesos nucleares[1]. [El pequeño experimento de sobremesa consistió en la electrólisis de agua pesada en la superficie de un electrodo de paladio (Pd)[3] Los resultados comunicados recibieron una amplia atención de los medios de comunicación[3] y suscitaron la esperanza de una fuente de energía barata y abundante[4].

fusión nuclear

La gravedad del Sol, que es casi 28 veces mayor que la de la Tierra, «atrapa» el hidrógeno de su atmósfera y este hidrógeno alimenta la reacción de fusión del Sol. A temperaturas de 15 millones de grados Celsius en el núcleo del Sol, el gas de hidrógeno se convierte en plasma, el cuarto estado de la materia. En un plasma, los electrones con carga negativa de los átomos están completamente separados de los núcleos atómicos con carga positiva (o iones). La fuerza gravitatoria del Sol confina los núcleos de hidrógeno cargados positivamente y trabaja con las altas temperaturas que hacen que los núcleos se muevan furiosamente, colisionen a altas velocidades superando la repulsión electrostática natural que existe entre las cargas positivas y se fusionen para formar el helio más pesado.

En su núcleo, el Sol fusiona 620 millones de toneladas métricas de hidrógeno cada segundo.En total, cuatro protones se convierten en un núcleo de helio. Se libera energía porque el núcleo de helio tiene algo menos de masa que los cuatro protones originales. La cantidad total de energía liberada por cada conversión de cuatro núcleos de hidrógeno en un núcleo de helio es aproximadamente 10 millones de veces mayor que la producida por la reacción química cuando el hidrógeno se combina con el oxígeno para formar agua.

la fusión nuclear en la ecuación del sol

Al captar los neutrinos que emanan del núcleo del Sol, los físicos han completado el último detalle que faltaba sobre cómo la fusión nuclear impulsa a la estrella. La detección confirma las predicciones teóricas de hace décadas según las cuales parte de la energía del Sol se produce mediante una cadena de reacciones en las que intervienen núcleos de carbono y nitrógeno. Este proceso fusiona cuatro protones para formar un núcleo de helio, que libera dos neutrinos -las partículas elementales de la materia más ligeras que se conocen-, así como otras partículas subatómicas y abundantes cantidades de energía. Esta reacción carbono-nitrógeno (CN) no es la única vía de fusión del Sol: produce menos del 1% de la energía solar. Pero se cree que es la fuente de energía dominante en las estrellas más grandes. Los resultados marcan la primera detección directa de neutrinos procedentes de este proceso: «Es intelectualmente hermoso confirmar una de las predicciones fundamentales de la teoría de la estructura estelar», afirma Marc Pinsonneault, astrofísico de la Universidad Estatal de Ohio, en Columbus.