23 de diciembre de 2011

RESIDUOS RADIACTIVOS en FUSIÓN NUCLEAR


Para que un reactor de fusión nuclear sea verdaderamente “limpio”, y no produzca residuos nucleares radiactivos, se necesitaría eliminar los neutrones en la reacción de fusión. Aunque, en cualquier caso, un reactor nuclear de fusión siempre producirá infinitamente menos residuos nucleares y de menor peligrosidad que un reactor de fisión.

En la reacción que se estudiará en el proyecto ITER se producen neutrones libres, que deberán ser eliminados eficientemente para disminuir el monto total de residuos nucleares.

Deuterio + Tritio -> Helio-4 + neutrón



Pero eliminar neutrones nunca es tarea fácil. Al carecer de carga eléctrica, no es posible guiarlos mediante campos eléctricos. La solución pasa por revestir todas las paredes que se encuentran enfrentadas al plasma con materiales adecuados para absorber esos neutrones. Para ello se estudian diversos compuestos que cubrirán las paredes del Divertor (situado en la parte inferior de la rosquilla toroidal) y del Blanket (recubre todo el resto de paredes de la rosquilla). Ver entrada sobre (Fusión Nuclear). Por ejemplo, revistiendo la pared del Blanket de Litio se podrían eliminar neutrones y al mismo tiempo producir el Tritio necesario para alimentar la reacción. El Tritio debería ser eliminado posteriormente del agua, pues es un isótopo radiactivo que emite electrones de alta energía. Puede resultar peligroso si se bebe o ingiere, y además es difícil de contener, pues puede atravesar fácilmente paredes de acero y otros materiales. Pero la contaminación con Tritio no es tan preocupante como otros elementos radiactivos, su vida media es relativamente corta, solo 12 años, por lo que en 80 años su radiactividad decae a menos del 2 por 100.

Otra posibilidad mucho más práctica, sería utilizar combustibles alternativos cuyas reacciones de fusión no produzcan neutrones libres, sino protones, que son más fáciles de eliminar mediante campos electromagnéticos:

Deuterio + Helio-3 -> Helio-4 + protón

El Helio-3 es un raro isótopo del Helio, que resultaría muy útil en el proceso de fusión, pues no genera neutrones residuales. El helio-3 permitiría un menor riesgo de contaminación nuclear que el tritio (isotopo radiactivo del hidrógeno), pues permitiría reducir el monto total de residuos radiactivos. El helio-3 se produce de hecho por el normal decaimiento radiactivo del tritio.

Pero aquí surgen problemas nuevos, pues el helio-3 se encuentra en cantidades exiguas en la superficie de nuestro planeta. Aunque hay grandes cantidades del isótopo en el interior de la Tierra procedente de la época de su formación, una vez que sale a la superficie, no queda atrapado en la atmósfera sino que escapa al espacio exterior. El Helio es un gas demasiado ligero para ser retenido por la gravedad de la Tierra, por lo que siempre que se libera a la atmósfera escapa al espacio exterior.

Este raro isótopo del helio podríamos obtenerlo como subproducto de la fabricación de bombas de hidrógeno. Pero sería conveniente plantear una solución menos "belicosa", como obtenerlo mediante la explotación mineral de la Luna. El helio-3 es abundante en la Luna proveniente del viento solar que desde la formación de la Luna ha barrido su desnuda superficie. Al precio actual de 7.000 dolares el gramo, seguro que aparecerían numerosas empresas dispuestas a la extracción Lunar. Una lanzadera espacial que regresara a la Tierra con 900 kg de este isótopo reportaría a la compañía la increíble cifra de 6.300 millones de dólares. Aunque, lógicamente, el precio descendería una vez aumentara las reservas explotables de helio-3, el valor de este raro producto seguirían siendo lo suficientemente alto como para alentar la minería Lunar.


La Luna, ¿el nuevo El Dorado?

Quién sabe, si no será ese el verdadero interés que han mostrado recientemente países como Japón, China, Rusia y Estados Unidos, por volver a estudiar la Luna. Aunque, teniendo en cuenta el estado actual de desarrollo de la fusión nuclear, no cabe pensar que sea necesario explotar las reservas de helio lunar hasta bien entrado el siglo XXII.

2 comentarios:

Andrés Ferraro dijo...

Fusión?

Máximo Pretoria dijo...

Efectivamente "Fusión", lo has leído bien Andrés Ferraro. Los reactores de fusión también producen residuos nucleares, pero en cantidades mucho más bajas que los de fisión y de vida media más corta.