En la física nuclear existen dos procesos en los que tiene lugar una liberación de energía. El primero de estos procesos se denomina fisión, y el segundo, fusión nuclear. Para distinguirlos, es importante conocer las diferencias entre fisión y fusión nuclear.
A continuación, encontrarás las razones para entender que, entre estos procesos, hay desemejanzas. Pero antes de entrar en estos detalles, es necesario que conozcas a qué se refiere cada uno y su utilidad en la energía nuclear.
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¿Qué es la fisión nuclear?
La clave del proceso de fisión nuclear estriba en la producción de más neutrones, una vez iniciado el proceso que va a continuar, provoca la fisión de los otros núcleos. Sucede cuando un núcleo atómico se divide en dos o más partes. Aproximadamente iguales en masa, cuando se le bombardea con neutrones.
Lo más significativo del fenómeno de la fisión nuclear es que la masa total de los productos es inferior a la del núcleo original que los genera. En este proceso la masa destruida es reemplazada por una cantidad equivalente de energía. La fisión del uranio va acompañada de la liberación de una enorme cantidad de energía. En ese sentido, la mayor parte de esta energía es absorbida por los productos de la fisión. Manifestándose en forma de energía cinética, la cual se disipa rápidamente al transformarse en calor.
La energía asociada con la fisión nuclear encontró su primera aplicación en la bomba atómica durante la Segunda Guerra Mundial. La fisión expuesta es uno de los muchos procesos por los que es realmente posible dividir el núcleo. Algunos de tales procesos, producen núcleos que se descomponen por emisión de neutrones. Como resultado, puesto que la fisión origina más neutrones que los necesarios para iniciarla, se comprende que, una vez iniciado el proceso, puede automantenerse. Es decir, constituye una reacción en cadena.
La enorme cantidad de energía que se libera por la fisión del uranio tiene aplicaciones industriales. De hecho, se considera como la gran promesa para satisfacer la demanda energética.
¿Qué es la fusión nuclear?
Las reacciones de fusión nuclear se producen cuando dos núcleos ligeros se unen, dando lugar a un núcleo más pesado. La primera reacción artificial de fusión se consiguió en 1930. Estas síntesis son poderosamente exotérmicas, debido a la transformación en energía de pequeñísimas porciones de masa.
La conversión del hidrógeno en helio constituye un proceso de fusión. La energía irradiada por el Sol y otras estrellas es producida por la conversión del mismo. Sucede a través de una serie de reacciones nucleares que, en conjunto, constituyen el llamado ciclo del carbono. Esta serie de reacciones tiene lugar en el interior del Sol, donde la temperatura es tan elevada que los átomos se ven despojados de sus electrones.
Este proceso ofrece grandes ventajas. Por lo tanto, si se llega a construir un reactor de fusión, quedarán permanentemente satisfechas las necesidades energéticas del hombre. Sobre todo, por el enorme rendimiento de energía que ofrece este proceso. Además, ofrece la ventaja de que no deja productos radioactivos que contaminen el ambiente.
Principales diferencias entre fisión y fusión nuclear
Conocer las diferencias entre fisión y fusión nuclear permitirá definir la utilidad de cada proceso. En tal sentido, a continuación son mencionadas:
| Fisión nuclear | Fusión nuclear |
| Un núcleo pesado se divide en núcleos más pequeños, liberando neutrones y energía. | Dos o más átomos se combinan para crear un núcleo más pesado. |
| Ocurre de forma artificial. | Ocurre de forma natural. |
| Es posible en condiciones que incluyen la masa crítica de la sustancia y los neutrones. | Es posible en condiciones extremas: alta temperatura, presión y densidad. |
| Requiere menor cantidad de energía. | Requiere mayor energía que una reacción de fisión. |
| Libera una gran cantidad de energía. | Libera 3 o 4 veces más energía que la fusión nuclear. |
| Puede ser controlada por medio de varios procesos científicos. | Es inestable e imposible de controlar. |
Usos de la energía nuclear
Los principales usos de la energía nuclear son:
Fechado arqueológico
Donde los isótopos radioactivos como el C14, sufren transformaciones nucleares que conducen a la formación de otros elementos. Se conoce la velocidad de esta decadencia y mediante la abundancia relativa del C14 y C12 (isótopo no radioactivo de carbono). Entre materiales vivos y fósiles, se puede estimar aproximadamente la edad del fósil.
Quimioterapia
Por ejemplo, en el tratamiento del cáncer de la tiroides, se administran dosis cuidadosamente controladas de I131 radioactivo. El cual, tiende a concentrarse en la glándula tiroides donde la radiación producida por I131 causa la destrucción de las células cancerosas. En este caso, se hace uso de la tendencia natural del cuerpo para concentrar iodo en la glándula tiroides.
Armamentos
Donde todas las armas nucleares que existen en diversos países fueron creadas por el proceso de fisión nuclear. Como por ejemplo: la bomba nuclear en la cual los elementos que se fusionan son el uranio y el plutonio.
Producción de energía
Se usa el proceso de fisión para generar electricidad en plantas de energía nuclear. Estas plantas requieren de uranio para funcionar.
Conservación de alimentos
La irradiación de los alimentos es una técnica de conservación que durante mucho tiempo ha sido controvertida. Por ejemplo, la ionización inhibe la germinación de las patatas y las cebollas, lo que permite prolongar su almacenamiento durante varios meses. Si se trata de microorganismos que alteran el gusto y la estructura del producto, se procede a una radurización.
Otras áreas
Además, la energía nuclear ha sido utilizada en varias áreas como por ejemplo: en la cura y prevención de enfermedades. Específicamente para combatir cáncer y tumores malignos. También, en la erradicación de microorganismos; determinación del tiempo de desgaste en componentes industriales, entre otras.
La energía nuclear en el futuro
Comprender las diferencias entre fisión y fusión nuclear, permite conocer qué puede aportar cada proceso en el futuro. En los últimos años, científicos e ingenieros han estado trabajando con la finalidad de generar electricidad por medio de la energía nuclear. Específicamente, están tratando de controlar el proceso de fusión para que pueda ser utilizado como fuente de energía.
Básicamente lo que han hecho es diseñar y construir una serie de reactores nucleares experimentales de fusión nuclear. En ese sentido, pretenden reproducir lo que sucede dentro de las estrellas, que se originan a partir de la acumulación de polvo y gas.
A través de estos experimentos, se espera obtener grandes cantidades de energía que pueda ser utilizada en las necesidades cotidianas de la humanidad. Estos procesos son muy complejos. Pero, a pesar de eso, se está utilizando tanto la fisión como la fusión nuclear. Todo con la expectativa de obtener energía ilimitada en el futuro.
