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El petroleo ya se acabo

trukop
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Eterna Promesa
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El petroleo ya se acabo - Página 2 Empty Re: El petroleo ya se acabo

Mensaje por trukop el Mar 29 Mar 2016 - 10:40

Hace tiempo que no me conectaba y cuando vuelvo, zas, un tema que me gusta.

Por aportar un poquito...

Actualmente, la UE, China, Japón, USA y otros países están aportando dinero para uno de los mayores proyectos mundiales de investigación (algo más de 15 mill millones de €). El proyecto se llama ITER, en Francia y a grades rasgos se trata del reactor TOKAMAK más grande, potente y puntero del mundo. Su objetivo es crear el primer reactor de fusión nuclear exotérmico de la historia. Buscan, en principio, una relación de 1-500 W, es decir, que por cada W consumido, devuelva 500. Se han marcado un deadline para conseguirlo en el 2045 y se espera tener operativo el centro de investigación al 100% en el 2020.

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Por otro lado, comentar un poco en detalle que es eso de la fusión "caliente", que es la fusión "fría", en que se diferencian, que problemas llevan, que beneficios, etc. Datos que seguro Breil conoce de buena tinta.

-Fusión caliente: Esta es la fusión que se produce en el núcleo del sol. A grandes rasgos es como dice Breil, fusionar dos átomos de hidrógeno para obtener uno de helio. Fácil, ¿no?. Bueno, la realidad es algo más compleja. Realmente el proceso es así:
1) Dos protones colisionan entre sí formando deuterio (isótopo del hidrógeno con 1 protón y un neutrón por degeneración del par protón-electrón), un neutrino y positrón.
2) El deuterio colisiona con otro protón creando helio-3 y un fotón.
3) Dos isotopos de helio-3 (isótopo del helio con 1 neutrón y dos protones) colisionan y forma un átomo de helio, soltando además dos protones.

En todas estas reacciones se desprenden gran cantidad de energía y calor, consumiéndose en cada ciclo 6 protones en la generación de helio, devolviendo un fotón, un positrón, un neutrino, dos protones y mucha energía.

En la tierra, la primera generación de reactores de fusión que hemos construido fusionan un isótopo de deuterio con uno de tritio (1 protón y dos neutrones). Esto crea un átomo de Hélio, energía, un fotón y un neutrón. El problema de esta reacción radica en el neutrón que suelta que provoca que el confinamiento de la reacción sea radiactiva (se conserva varios décadas la radiactividad) y ciertos problemas en la reacción. Respecto al combustible, es barato. El deuterio se obtiene de la naturaleza. Por cada 6.500 átomos de hidrógeno, 1 es de deuterio. Al unirse con el oxígeno forma "agua pesada". En el mar, en 1 litro de agua, 34 mili gramos son de agua pesada. El trítio existe en la naturaleza (los rayos cósmicos lo producen en la atmosfera) pero también puede producirse en el laboratorio (bombardeando litio con neutrones). Sin embargo, este isotopo es inestable (radiactivo y sólo se mantiene 12 años hasta degenerar en deuterio).

Una nueva gama de reactores se está investigando y se basan en la fusión de Helio-3. Esta reacción sería menos radiactiva que la que comento anteriormente (debido a que la reacción no emite neutrones) y más fácil de manejar en principio. El problema es el combustible. El la superficie terrestre a penas existe Helio-3. Sin embargo, se estima que en la luna hay alrededor de 500K millones de toneladas. Si tenemos en cuenta que 1 tonelada de Helio-3 contiene la misma energía que se obtendría quemando 15 millones de toneladas, pues se estima que tendríamos combustible asegurado para al menos 5000 años.

Vale, está muy bien las reacciones que se hacen en la fusión, ¿pero cómo se consiguen? Hay que tener en cuenta dos principios. Por una lado, la famosa ecuación de Einstein E=MC^2 por la que la materia ni se crea ni se destruye, se transforma, es decir, la alquimia es en sí misma una forma de energía. Es decir, al transformar una materia en otra (H->He) obtenemos energía. Por otro lado, el principio de exclusión de Pauli que dice que no puede haber dos femiones (electrones) en el mismo estado cuántico. Es decir, los electrones se repelen entre sí y por ende, los átomos no quieren unirse. ¿Cómo conseguimos evitar esta repulsión? Con temperatura para que los átomos vayan a mucha velocidad (150 millones de grados) y con presión para que los átomos estén muy cerca unos de otros. Bajo estas condiciones aparece el cuarto estado de la materia, el plasma que se compone de partes positivas (iones) y partes negativas (electrones) separadas. Voila, ya tenemos protones libres viajando a toda leche y sin electrónes en sus capas exteriores que eviten que puedan colisionar entre sí.

El problema es conseguir estas temperaturas y los brutales campos magnéticos para mantener el confinamiento que hacen falta.

-Fusión fría: Como su nombre indica, se trata de conseguir reacciones termonucleares a temperatura ambiente.
Antes de explicar que es, un poco de historia. En 1989, Pons y Fleischmann publicaron un artículo indicando que habían conseguido la primera reacción de fusión fría exotérmica de la historia. El experimento se basaba en un proceso de electrólisis en agua pesada añadiendo unos armónicos. ¿Os suena la película Reacción en Cadena? Pues es una recreación de este experimento pero a diferencia del de Keanu Reeves, el experimento de Pons y Fleischmann cabía en una mesa. Con dos huevazos!!!!! Años después se tiró por los suelos a estos dos científicos por ser todo un mero engaño.

En la actualidad, la fusión fría sigue siendo el santo grial de la física por su coste de conseguir energía. Los experimentos que se siguen realizando buscan, por medio de láseres muy potentes, convertir en plasma átomos de hidrógeno y a la vez, aumentar la presión sobre ellos de tal forma que acaben colisionando. Hasta ahora, las reacciones han sido posibles pero con gastos ingentes de energía. Es decir, reacciones muy endotérmicas.

Por último, comentar que como dice Breil, con la fusión se abre la veda para la alquímia, pero con matices. A medida que vamos pasando de un elemento a otro hay que subir la temperatura y la presión. Por ejemplo, para fusionar átomos de carbono se necesitan 600 millones de grados. Además, en la naturaleza, los elementos que por fusión nuclear se llegan a generar es hasta el hierro. El resto de metales más pesados (hay que tener en cuenta que en física, a partir del He, todo son metales) como el oro (Au), Mercurio (Hg), etc, se producen en las super novas...casi na'!!!

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