la fusió i la fissió nuclear

a) Per què en dos fenòmens tan diferents com la fusió i la fissió nuclears, s’allibera una gran quantitat de energia? b) Quins avantatges i inconvenients presenta la obtenció d’energia per fusió nuclear davant de l’obtinguda per fissió?

Perquè en ambdós fenòmens la massa final és menor que la inicial i aquesta diferència es transforma en energia segons l’equivalència massa-energia d’Einstein

La fusió d’hidrogen per obtenir heli presenta l’avantatge de que es disposa d’un combustible inesgotable, ja que l’hidrogen es obtindria de l’aigua, i que no produeix residus radioactius. L’electròlisi de l’aigua per obtenir hidrogen és cara però es veuria compensada per la energia obtinguda a la fusió. L’inconvenient és que encara no funciona. Per a la fusió podríem dir pràcticament allò oposat, el combustible és car i limitat, produeix residus molt perillosos durant milers d’anys però actualment funciona produint molta de la electricitat que es consumeix a Espanya, com es pot comprovar a la factura de electricitat. Per obtenir el combustible s’han de processar tones de mineral d’urani, habitualment pechblenda ($\mathrm{UO_2}$), per obtenir urani elemental, el qual està format majoritàriament per $\mathrm{{235}U}$ i només pel $0,7 \%$ de l’isòtop fissionable $\mathrm{{238}U}$. A més cal enriquir el combustible fins al $4 \%$ de $\mathrm{_{238}U}$ i com els isòtops són químicament indistingibles només podem basar-nos en l’única magnitud que els distingeix, la massa, i es pot fer mitjançant centrifugació o mitjançant difusió gasosa, i aquesta última consisteix a passar urani gasós per una membrana semipermeable, passant més fàcilment el més lleuger.