Fusion nuclear

1. (Diapositiva 6) ¿Cuál es el principal subproducto de la reacción de fusión nuclear y cómo se caracteriza?. a) Dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero. b) Helio, un gas inerte y no tóxico. c) Residuos radiactivos de alta actividad y larga vida. d) Metano, un gas inflamable.

2. (Diapositiva 6) En términos de uso del suelo, ¿cómo se compara la fusión nuclear con las tecnologías renovables (ej. solar)?. a) Requiere significativamente más terreno. b) Requiere menos terreno que tecnologías como la solar fotovoltaica. c) Requiere exactamente la misma cantidad de terreno. d) La fusión no requiere terreno físico.

3. (Diapositiva 7) ¿Cuánta energía libera la fusión de átomos en comparación con una reacción química (como quemar carbón) a igualdad de masa?. ) Aproximadamente el doble. b) Diez veces más. c) Casi cuatro millones de veces más. d) La mitad.

4. (Diapositiva 8) ¿Cuál es una característica clave de los residuos de un reactor de fusión?. a) No produce residuos nucleares de alta actividad y larga vida; los materiales se pueden reciclar en unos 100 años. b) Produce residuos que duran miles de años como la fisión. c) No produce ningún tipo de activación en los materiales. d) Los residuos son líquidos y altamente corrosivos.

5. (Diapositiva 8) ¿Existe riesgo de "meltdown" (fusión del núcleo tipo Fukushima) en un dispositivo de fusión?. a) Sí, si falla la refrigeración. b) No, porque cualquier perturbación enfría el plasma en segundos y detiene la reacción; además hay muy poco combustible en la cámara. c) Sí, debido a la reacción en cadena descontrolada. d) Solo si se usa Tritio.

6. (Diapositiva 8) ¿Por qué se considera que el riesgo de proliferación nuclear es limitado en la fusión?. a) Porque no emplea materiales fisibles como uranio enriquecido o plutonio. b) Porque los reactores son secretos. c) Porque el Tritio es imposible de obtener. d) Porque la tecnología es demasiado cara para uso militar.

7. (Diapositiva 9) ¿Cómo afecta la meteorología a la producción de energía de fusión?. a) Solo funciona cuando hay sol. b) Depende del viento para enfriar las torres. c) No le afecta; puede producir energía a demanda (carga base). d) Solo funciona en climas fríos.

8. (Diapositiva 10) Según las reservas terrestres de litio, ¿para cuánto tiempo se estima que habría combustible para las centrales de fusión?. a) Unos 50 años. b) Más de 1000 años (y millones con reservas marinas). c) Solo 10 años. d) Es un recurso escaso que se acabará pronto.

9. (Diapositiva 11) ¿En qué principio físico se basa la energía obtenida de la fusión?. a) En la conservación de la masa. b) En la diferencia de energía de enlace, donde la "masa perdida" se convierte en energía según $E=mc^2$. c) En la combustión química del hidrógeno. d) En la gravedad.

10. (Diapositiva 12) ¿Cuál es la reacción de fusión con la mayor sección eficaz y mayor valor Q?. a) Deuterio - Deuterio (D-D). b) Deuterio - Helio-3 (D-He3). c) Deuterio - Tritio (D-T). d) Protio - Protio.

11. (Diapositiva 12) ¿Cuánta energía se libera en una reacción de fusión D-T?. a) 200 MeV. b) 17.6 MeV. c) 4 MeV. d) 1 MeV.

2. (Diapositiva 13) ¿Cuáles son las tres condiciones principales para la fusión termonuclear controlada?. a) Presión, Volumen y Temperatura. b) Temperatura (energía cinética), Densidad iónica y Tiempo de confinamiento. ) Electricidad, Magnetismo y Gravedad. d) Deuterio, Tritio y Litio.

13. (Diapositiva 14) ¿Cuáles son los dos enfoques principales para la investigación en energía de fusión?. a) Confinamiento Magnético y Confinamiento Inercial. b) Fusión fría y Fusión caliente. c) Tokamak y Láser exclusivamente. d) Fisión asistida y Fusión pura.

14. (Diapositiva 15) ¿Qué es el plasma?. a) Un gas noble. b) El cuarto estado de la materia, consistente en un gas total o parcialmente ionizado (iones y electrones). c) Un líquido a muy alta temperatura. d) Un sólido superconductor.

15. (Diapositiva 16) Comparando la energía generada por kg de combustible, ¿cuál es el orden de magnitud de diferencia entre Fusión (D+Li) y Carbón?. a) Son similares. b) La fusión genera ~100 veces más. c) La fusión genera ~10^7 veces más (3.4x10^{14} J/kg vs 3.3x10^7 J/kg). d) El carbón genera más.

16. (Diapositiva 18) En la reacción D+T, ¿cómo se reparte la energía liberada entre los productos?. a) 50% para cada uno. b) 14.1 MeV para el neutrón y 3.5 MeV para la partícula alfa (He-4). c) 14.1 MeV para la partícula alfa y 3.5 MeV para el neutrón. d) Todo va a la partícula alfa.

17. (Diapositiva 19) ¿Cuáles son los dispositivos principales de Confinamiento Magnético (FCM). a) Láser y Z-Pinch. b) Tokamak y Stellarator. c) NIF y LMJ. d) Ciclotrón y Sincrotrón.

18. (Diapositiva 22) En el confinamiento magnético, ¿cómo se mueven las partículas cargadas (iones y electrones)?. a) En línea recta. b) Describiendo trayectorias helicoidales alrededor de las líneas de campo magnético. c) Se quedan quietas. d) Rebotan aleatoriamente.

19. (Diapositiva 24) En el diseño de ITER, ¿de qué material está hecha la Primera Pared (First Wall) / Módulos del Blanket?. a) Tungsteno. b) Berilio. c) Carbono. d) Acero.

20. (Diapositiva 24) En el diseño de ITER, ¿de qué material está hecho principalmente el Divertor (parte inferior)?. a) Berilio. b) Tungsteno (Bulk W). c) Cobre. d) Plástico.

21. (Diapositiva 31) ¿Cuál es el volumen de plasma aproximado de ITER en comparación con JET?. a) Son iguales. b) ITER (800 m^3) es unas 10 veces mayor que JET (80 m^3). c) ITER es más pequeño. d) ITER tiene 2200 m3.

22. (Diapositiva 35) ¿Cuál es una de las funciones de la "Pared Reproductora" (Blanket) en un reactor de fusión?. a) Generar el campo magnético. b) Absorber neutrones para producir Tritio (a partir de Litio) y recuperar calor. c) Inyectar combustible. ) Limpiar las impurezas.

23. (Diapositiva 35) ¿Qué elemento se utiliza en el Blanket para la multiplicación de neutrones?. a) Litio. b) Berilio (Be(n,2n). c) Plomo. d) Carbono.

24. (Diapositiva 37/38) En el Confinamiento Inercial (ej. NIF), ¿qué se utiliza como blanco (target)?. a) Un gas a temperatura ambiente. b) Una cápsula esférica pequeña (pellet) con DT congelado (criogénico). c) Una barra de uranio. d) Un líquido a alta presión.

25. (Diapositiva 41) ¿A qué temperatura se mantiene la cápsula de combustible en los experimentos de NIF?. a) Temperatura ambiente (300 K). b) Temperatura criogénica (~18-20 K). c) 0°C. d) 100 K.

26. (Diapositiva 49/50) ¿Por qué se dice que en la fusión obtenemos una ganancia energética alta (ej. 2000 veces la entrada cinética)?. a) Porque se viola la conservación de la energía. b) Porque la energía nuclear liberada (MeV) es mucho mayor que la energía cinética necesaria para superar la barrera de Coulomb (keV). c) Porque los láseres son muy eficientes. d) No se obtiene ganancia, siempre se pierde.

27. (Diapositiva 50) De las reacciones mostradas, ¿cuál tiene la temperatura de ignición más baja (4 keV)?. a) D + D. b) D + He3. c) D + T. d) p + B11.

28. (Diapositiva 52) En la curva de energía de enlace por nucleón, ¿dónde se sitúan los elementos susceptibles de fusión?. a) A la derecha del Hierro-56 (elementos pesados). b) A la izquierda del Hierro-56 (elementos ligeros). c) En el pico del Hierro. d) En cualquier parte.

29. (Diapositiva 56) ¿Cómo se obtiene el Deuterio?. a) Es artificial y se crea en aceleradores. b) Se extrae del agua de mar (34 g por tonelada). c) Se mina en yacimientos de carbón. d) Viene del espacio.

30. (Diapositiva 56) ¿Es el Tritio un recurso natural abundante?. a) Sí, abunda en la atmósfera. b) No, es inestable y solo hay trazas; debe ser producido (reproducido) a partir de Litio. c) Se encuentra en el agua de mar junto al deuterio. d) Se extrae de minas de litio directamente.

31. (Diapositiva 57) ¿Dónde se deposita la energía de los neutrones producidos en la reacción D-T?. a) En el plasma, calentándolo. b) Escapan del plasma y depositan su energía en la pared/manto (Blanket), generando calor y tritio. c) Se pierden sin interactuar. d) En los imanes.

32. (Diapositiva 61) ¿Qué caracteriza al Confinamiento Magnético (MCF) en términos de densidad y tiempo?. a) Alta densidad y tiempo corto. b) Baja densidad de partículas (~10^{14} cm^{-3}) y tiempos de confinamiento largos. c) Densidad sólida y tiempo infinito. d) Baja temperatura.

33. (Diapositiva 61) ¿Qué caracteriza al Confinamiento Inercial (ICF) en términos de densidad y tiempo?. a) Baja densidad y tiempo largo. b) Altísima densidad (~10^{25} cm^{-3}) y tiempos muy cortos (~10^{-9} s). c) Igual que el magnético. d) Presión atmosférica.

34. (Diapositiva 63) ¿Qué partícula es responsable del "auto-calentamiento" (self-heating) del plasma en la reacción D-T?. a) El neutrón. b) La partícula alfa (^4He), que al estar cargada deposita su energía (3.5 MeV) en el plasma. c) El electrón. d) Los rayos gamma.

35. (Diapositiva 64) ¿Cuál es el principal mecanismo de pérdida de energía por radiación en el plasma totalmente ionizado?. a) Radiación de cuerpo negro. b) Bremsstrahlung (radiación de frenado) debida a colisiones entre electrones e iones. c) Efecto fotoeléctrico. d) Desintegración beta.

36. (Diapositiva 64) ¿De qué depende la potencia emitida por Bremsstrahlung?. a) De la presión atmosférica. b) Del cuadrado del número atómico ($Z^2$) y la raíz de la temperatura ($T^{1/2}$). c) Inversamente a la densidad. d) Del color del plasma.

37. (Diapositiva 65) ¿Cuál es la temperatura de ignición aproximada para la reacción D-T según la gráfica mostrada?. a) ~4.8 keV. b) 32 keV. c) 100 keV. d) 1 keV.

38. (Diapositiva 66) ¿Cuál es la fórmula de la energía térmica del plasma ($E_{th}$)?. a) $nkT$. b) $3nkT$ (sumando iones y electrones). c) $mc^2$. d) $1/2 mv^2$.

39. (Diapositiva 67) ¿Qué establece el Criterio de Lawson para obtener ganancia energética?. a) Que la temperatura debe ser infinita. b) Que el producto de la densidad por el tiempo de confinamiento ($n \cdot \tau$) debe superar un cierto valor (función de T). c) Que el plasma debe ser sólido. d) Que la potencia de fusión debe ser menor que las pérdidas.

40. (Diapositiva 67) Para el ciclo D-T a 10 keV, ¿cuál es el valor aproximado de $n \cdot \tau$ necesario?. a) 10^{14} s/cm^3. b) 10^{16} s/cm^3. c) 10^{20} s/cm^3. d) 1 s/cm^3.