ResumenLa fusión nuclear es el proceso mediante el cual los núcleos ligeros se unen para formar núcleos más pesados, y es el proceso que genera la energía del sol y las estrellas (estas reacciones de fusión se producen a temperaturas del orden de los 150 millones de grados Celsius). Densidades del orden de 10 20 m -3 y temperaturas iónicas en torno a 10 keV son características claves que garantizan un estado estable de ionización de la materia llamado "plasma". El proceso de fusión más accesible experimentalmente es aquel en que reaccionan núcleos de deuterio y tritio generando una partícula alfa y un neutrón. De la energía cinética generada en la fusión de los núcleos de deuterio y tritio, el 80% reside en las partículas neutras (neutrones) mientras que el 20% restante lo hace en los núcleos de He (partículas α). La espectroscopia visible, la dispersión Thomson, la interferometría de microondas, las sondas de iones pesados, y las sondas de Langmuir, son algunos de los sistemas de diagnóstico utilizados para caracterizar la materia en este estado. El reto de la fusión es reproducir en la Tierra las reacciones que se producen en el interior de las estrellas; por lo tanto la densidad en un dispositivo de fusión nuclear experimental deberá ser de 15 órdenes de magnitud superior a la presente en el gas interestelar y alrededor de 15 órdenes de magnitud inferior al que se encuentra en el interior de algunas estrellas. Estas características técnicas deben reunirse en un reactor capaz de satisfacer una parte sustancial de las necesidades energéticas del planeta a corto plazo.Palabras claves: fusión nuclear, Stellarator, Tokamak, átomo, plasma, espectroscopia, interferometría, iones pesados, sondas de Langmuir
AbstractNuclear fusion is the process by which light nuclei combine to form heavier nuclei, and is the process that generates energy from the sun and stars (these fusion reactions occur at temperatures of the order of 150 million Celsius). Densities of the order of 10 20 m -3 and ion temperatures of about 10 keV are key features which ensure a stable state of ionization of matter called "plasma". The fusion process is one in experimentally accessible reactive deuterium and tritium nuclei generating an alpha particle and neutron. From the kinetic energy generated in the fusion of deuterium and tritium nuclei, 80% reside in neutral particles (neutrons) while 20% use in the nuclei of He (α particles). Visible spectroscopy, Thomson scattering, Interferometry microwave, Probes heavy ions, and Langmuir probes are some diagnostic systems used to characterize the material in this state. The challenge of the fusion is duplicated on Earth reactions occurring inside the star; therefore density in experimental nuclear fusion devices must be 15 orders of magnitude higher than the gas present in the interstellar and about 15 orders of magnitude lower than that found in the interior of some stars. These specifications should meet in a reactor capable of meeting a substantial portion of the world's energy needs in the short term.