Fusión Nuclear: Energía del Futuro

Ventajas de la Fusión

La energía liberada en las reacciones de fusión es de aproximadamente 18 MeV, menor que la de la fisión del uranio. Sin embargo, un gramo de hidrógeno produce más reacciones que uno de uranio debido a su mayor cantidad de átomos. La energía total por gramo es cuatro veces superior en la fusión. Además, el hidrógeno es más barato (se obtiene del agua), prácticamente inagotable, y no genera residuos radiactivos.

Desafíos de la Fusión

Para que los núcleos de hidrógeno choquen, necesitan gran energía cinética, lo que requiere temperaturas extremas (aprox. cien millones de ºC), creando un plasma. El desafío es mantener esta temperatura el tiempo suficiente para la fusión. Estas reacciones ocurren espontáneamente en las estrellas.

Centrales Nucleares de Fusión

Aún experimentales, los tipos de reactores (Tokamaks, Stellarators, JET) calientan hidrógeno hasta el estado de plasma, donde los átomos pierden electrones, y lo mantienen en movimiento con campos magnéticos. Láseres u otros métodos aportan la energía para la fusión. Aún no se ha logrado una reacción autosostenida.

Aplicaciones de los Radioisótopos

Medicina Nuclear

Los radioisótopos permiten explorar el cuerpo in vivo con mínima invasión. Se acumulan en tumores cancerosos, emitiendo más radiación en esas zonas, lo que facilita su identificación y la detección de metástasis. La gammagrafía detecta la radiación gamma emitida. El tecnecio-99 y el yodo-131 son comunes en radiodiagnóstico. En radioterapia, el ⁶⁰Co se usa para tratar cáncer mediante irradiación controlada.

Ingeniería e Industria

Se usan como trazadores industriales, en radiografías de soldaduras (alta presión), curado de plásticos, preservación de alimentos y en generadores de electricidad. En metalurgia, el cobalto-60 se usa en gammagrafías para estudiar la estructura de metales y detectar fallas. El americio-241 (²⁴¹Am), emisor alfa, se usa en detectores de humo. Las partículas alfa ionizan el aire, haciéndolo conductor. El humo interrumpe la conductividad, activando la alarma.

Producción de Energía

En centrales nucleares, el uranio enriquecido (²³⁵U) es bombardeado con neutrones, causando fisión nuclear. El calor generado transforma agua en vapor, que mueve turbinas para generar electricidad.

Datación Radiométrica

Esta técnica determina la edad de rocas, minerales y restos orgánicos. Se basa en las proporciones de un isótopo «padre» y sus descendientes, con semivida conocida. Los isótopos usados dependen del tipo de muestra y su antigüedad. Ejemplos: K/Ar, U/Pb, Rb/Sr.

Datación por Carbono-14

El ¹⁴C, un radioisótopo del carbono, se produce en la atmósfera y se incorpora a las plantas mediante fotosíntesis, pasando a la cadena trófica. En seres vivos, la cantidad de ¹⁴C se mantiene constante. Tras la muerte, disminuye exponencialmente. Conociendo su semivida (5570 años), se puede determinar la antigüedad de restos arqueológicos y biológicos.

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