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Poder sin fronteras
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La energía más potente del mundo es aquella que se produce en un reactor de fusión nuclear, imitando a escala reducida, lo que ocurre en el sol.
Revista Nº 38 mayo-junio 1999
Desde que los hermanos Curie y Bequerel descubrieron la radiactividad en 1866, hasta que Enrico Fermi y sus colaboradores lograron sintentizar los elementos transuránicos, en 1934, dando origen a la construcción del primer reactor nuclear, se necesitaron 64 años de investigación y desarrollo tecnológico para que el ser humano pudiera considerar que había comenzado a entender los principios de la energía atómica.
Aún hoy se producen nuevos y constantes avances en la materia, teniendo como norte la obtención de energía, la descontaminación y todo posible uso pacífico.
La razón de que todo esto sea posible se la debemos a la existencia del uranio, que como elemento se conoce desde 1789 y se separó como tal en 1841. Su número atómico (Z) es igual a 238,07 y su número de masa 92. En su estado natural es una mezcla de tres isótopos U234 0,00057%; U235 0,7204%, y U238 99,2739%.
El U235 es fisionable por neutrones lentos originando elevadas cantidades de energía; por ello se le utiliza como combustible en reactores nucleares. Esta característica lo hace vital para la vida moderna.
La principal aplicación del uranio es como combustible en reactores nucleares para la generación de electricidad. El 18% de la producción mundial de electricidad es de origen nuclear, actividad que consumirá un estimado de 60.000 toneladas de uranio este año, de las cuales un 35% proviene de los inventarios estratégicos y un 65% de producción de minas.
Otra Alimentación
Pero existen una serie de otros elementos que pueden alimentar un reactor de fusión nuclear, donde núcleos de átomos pequeños se unen para formar otro mayor, liberando una gran cantidad de energía, la más grande que se haya liberado en reacción alguna, del orden de un millón de veces mayor que la obtenida a través de cualquier combustión convencional.
El combustible de estos reactores son reactores de átomos pequeños tales como los isótopos del hidrógeno: deuterio y tritio.
Una típica y más promisoria reacción de fusión nuclear es la que se produce al juntar deuterio con tritio: la reacción de estos gases produce tal cantidad de calor, que se presentan problemas de confinamiento y de materiales de la primera pared de la vasija del reactor de fusión.
El confinamiento de los gases en estado plasmático, en el cual los núcleos se encuentran desnudos, se logra con un campo magnético de tipo tiroidal; el material de la primera pared debe ser aislante y refractario, propiedades que tienen los cerámicos.
El deuterio existe en la naturaleza en una proporción muy pequeña, lo que lo hace difícil de conseguir a través de un proceso de extracción natural.
Por otra parte, el tritio es un elemento artificial, altamente inestable, que se obtiene como producto de la reacción nuclear de litio con neutrones. Un reactor de fusión con estas características (con una primera pared que genere tritio) se conoce con el nombre de Tokamac Tritiogénico.
El litio es, entonces, un material estratégico para la producción de energía que se va a emplear el próximo milenio y nuestro país cuenta con el 40% de las reservas mundiales de este elemento, en el Salar de Atacama.
Un Gran Desafío
La Comisión Chilena de Energía Nuclear ha escogido este desafío como propio, y desde hace un tiempo en sus laboratorios se realiza la producción de cerámicos de litio capaces de producir tritio y se investigan sus propiedades de liberación de tritio, irradiándolas con neutrones en el reactor nuclear de La Reina. Los datos obtenidos de estos estudios pasan a formar parte de la comunidad nuclear internacional al ser presentados en reuniones y publicaciones de todo el globo.
Sin ir más lejos, el CBBI, Ceramic Breeder Blanket Interactions, es el ente que agrupa a los países interesados en desarrollar la tecnología de un Totamak con una pared tritiogénica. Naciones como Estados Unidos, Canadá, Japón, Alemania, Francia, Italia u Holanda, se reúnen anualmente en workshops a discutir el tema, y Chile ha tenido una activa participación durante los últimos cinco años.
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