La teoría de la fusión nuclear es de simple exposición: uniendo dos moléculas de deuterio (hidrógeno que contiene un neutrón), se produce una molécula de helio y un neutrón. En esta acción se libera una energía extremadamente alta, debido a que la masa resultante es muy inferior a la de las moléculas de deuterio originales. Este proceso simple no es tan fácil de conseguir en la práctica, pues es necesario que las dos moléculas de deuterio se aproximen suficientemente como para unirse ambos núcleos. Hay que tener en cuenta que, según una ley física llamada repulsión de Coulomb dos cargas iguales se repelen; como cada uno de los núcleos que se pretenden fusionar tienen igual carga eléctrica positiva, se repelen antes de que lleguen a unirse. La única forma de conseguir la unión es llevándolos a una temperatura de entre 50 y 100 millones de grados centígrados. Por tanto, la energía que es necesaria ejercer para que dos núcleos se unan es tan alta, que se emplea más energía en unirlos que la que se libera por efecto de la propia unión. El único sistema hábil sería utilizando una bomba atómica como fuerza actuante, introduciendo el deuterio en su interior; la enorme temperatura de la explosión uniría los núcleos y liberaría más energía. Este sistema es incontrolable, por lo que no podría ser aprovechable para otros fines que no fueran los de tipo bélico.Las investigaciones sobre un sistema controlado de fusión se centran en las botellas magnéticas y la fusión por láser. La técnica por botellas magnéticas consiste en mantener el plasma, que normalmente son núcleos de deuterio, en una zona del espacio donde se vaya a producir la fusión, mediante la generación de fuertes campos magnéticos. La fusión de dos núcleos de deuterio producirán uno de helio, con un considerable aumento de densidad y temperatura. A la técnica de aislar el plasma en una región determinada se le denomina de confinamiento. La técnica de fusión por láser consiste en utilizar un haz de luz, pero produciéndola como si las partículas emitidas tuvieran masa (capaces de ejercer fuerza), es decir emitiendo un haz de fotones. Para conseguir la fusión se enfoca el/los haces sobre el punto en donde se sitúan los átomos de deuterio, y si la fuerza que se infiere es suficientemente alta los átomos podrían llegar a fusionarse, liberando energía.La primera fusión nuclear artificial se consiguió con éxito en 1930, pero en la fusión se utilizaba más energía que la que se liberaba, por tanto, al producirse un rendimiento negativo, hacía inviable su aprovechamiento. Fue en 1950 cuando se consiguió la primera fusión nuclear con aprovechamiento neto de la liberación de energía, aunque totalmente incontrolada. Se trataba de la prueba de una bomba termonuclear realizada por Estados Unidos, a quien siguió la antigua Unión Soviética, Gran Bretaña y Francia. (Véase el artículo: El arma atómica). En la bomba de fusión la liberación de energía es tan breve e incontrolada, que no puede utilizarse como fuente permanente para la generación de energía eléctrica.
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