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Proceso mediante el cual dos o más átomos se fusionan entre sí (es decir, se unen) formando un nuevo átomo de mayor masa. El proceso de fusión más habitual en el universo es aquél mediante el cual los átomos de hidrógeno se transforman en helio, y éste fenómeno es precisamente el responsable de la emisión de energía de las estrellas. El proceso de fusión, que en principio es una lucha entre la repulsión electrostática (que tiende a separar los núcleos atómicos) y la interacción nuclear fuerte es posible gracias al efecto túnel
La fusión nuclear es un proceso que libera grandes cantidades de energía. Sin embargo, la fusión sólo produce energía cuando los átomos implicados son de pequeño o mediano tamaño. La fusión de átomos más pesados que el hierro no sólo no libera energía, sino que la consume. Por esta razón los procesos de fusión nuclear que tienen lugar en el interior de las estrellas producen todos los elementos químicos comprendidos entre el hidrógeno (el más ligero de todos) y el hierro. Los elementos más pesados que el hierro, como por ejemplo el plomo, el uranio o el oro no se producen durante la vida normal de las estrellas, sino únicamente en el momento de su estallido en forma de novas o supernovas
Desde hace algunas décadas nuestra tecnología es capaz de provocar artificialmente un proceso de fusión nuclear, aunque de forma incontrolada; es la conocida bomba de hidrógeno. La utilización de la energía de fusión de forma controlada, es decir, con fines pacíficos, se encuentra actualmente en fase experimental, no siendo previsible que pueda ser explotada hasta dentro de unas décadas. Existen varias alternativas a la fusión convencional en caliente, como son la fusión fría (uno de los mayores fiascos científicos de la pasada década), y la fusión catalizada por muones
Obviamente la ciencia-ficción no podía dejar pasar de lado esta maravillosa tecnología futura. Existen infinidad de obras en las que se utiliza la fusión nuclear como fuente energética. Por ejemplo, las estatocolectoras son naves que recogen el hidrógeno del medio interestelar y lo fusionan para producir energía y expelir cierta masa de reacción. En PAZ INTERMINABLE, de Joe Haldeman, las nanofraguas que proporcionan al primer mundo una inagotable riqueza son posibles gracias al desarrollo de la energía de fusión. Muchos autores como Larry Niven utilizan alegremente la fusión de un isótopo como el deuterio, lo que les permite introducir más tecnojerga en sus obras.
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