La fusión nuclear: un Sol en la Tierra

 

A lo largo de esta semana, son muchos los medios que se han hecho eco de los sorprendentes resultados del National Ignition Facility del laboratorio Lawrence Livermore National Laboratory (California): el anuncio de la que sería la primera ganancia neta de energía de una fusión nuclear, es decir, el primer reactor de fusión eficiente de la historia.

Sin embargo, en primer lugar es importante entender en qué consiste la fusión nuclear así como sus ventajas asociadas, como también que estos resultados no aseguran que hayamos obtenido una nueva fuente de energía barata y limpia. Al menos, no a corto plazo.

Un reactor de fisión intenta emular las reacciones que se producen en las entrañas de nuestro Sol, o de cualquier otra estrella. En el Sol, no se fisionan (rompen) átomos de uranio tal y como se hace en los reactores nucleares de fisión, sino que se fusionan (unen) átomos de hidrógeno para formar helio.

El problema es que hay enormes obstáculos tecnológicos que salvar para lograr recrear los procesos del Sol en un laboratorio. Básicamente, como explica Alfredo García en su libro La energía nuclear salvará el mundo, el principal problema reside en las fuerzas electrostáticas de repulsión de los núcleos. En el Sol no existe este problema debido a las altas presiones como resultado de la enorme gravedad de nuestra estrella, junto a la gran velocidad debida de las altas temperaturas. Sin embargo, el combustible necesario para la fusión, los isótopos de hidrógeno, deben calentarse mucho: “Del orden de 150 millones de grados centígrados (para que te hagas una idea, la temperatura del núcleo del Sol es de 15 millones, diez veces más pequeña) y debe mantenerse confinado a muy alta presión el tiempo suficiente para que los núcleos se fusionen [...] Con la tecnología actual, la reacción de fusión más factible es entre deuterio (D) y tritio (T)”.

Hasta ahora no se ha podido crear un dispositivo que pueda calentar el combustible DT (deuterio-tritio) a altas temperaturas y confinarlo mientras se produce la reacción de fusión.

Para lograrlo en el experimento del National Ignition Facility se ha bombardeado una pequeña bola de plasma de hidrógeno (una pequeña esfera del tamaño de un guisante rellena de combustible de hidrógeno) con el láser más grande del mundo hasta conseguir las condiciones necesarias de una fusión. De este modo, la fusión se ha conseguido a través de lo que se denomina confinamiento inercial, pero solo durante una fracción de tiempo muy pequeña.

Las ventajas de la fusión son evidentes. El hidrógeno es una fuente de energía virtualmente inagotable y extremadamente barata. Tampoco se generan residuos radiactivos. Y, además, se puede producir todavía más energía por cantidad de combustible que en los reactores de fisión.

Hasta ahora se había podido crear un dispositivo capaz de calentar el combustible y confinarlo mientras se produce la fusión.

Por si fuera poco, la producción de esta energía es mucho más segura que la de fisión, porque se detiene completamente cuando se deja de suministrar combustible al reactor (en los reactores de fisión, incluso una vez detenidos se continúa generando calor por la desintegración radiactiva).

De acuerdo con los resultados preliminares, en el experimento se habrían producido alrededor de 2,5 megajulios de energía, lo que supondría el 120% de los 2,1 megajulios de energía empleados por los láseres. Sin embargo, si bien estamos frente a una buena noticia, quizá los medios de comunicación más generalistas la han presentado con un exceso de entusiasmo. A continuación, vale la pena recordar algunas advertencias para valorar en su justa medida este nuevo avance.

La implantación de la fusión nuclear requerirá de una fuerte inversión y décadas de trabajo.

En primer lugar, los datos presentados no son definitivos y deben someterse a una revisión por pares. También debe lograrse replicar el resultado para asegurar que lo obtenido no ha sido fruto de un error de medición o, incluso, de una mala interpretación de los investigadores.

En segundo lugar, aunque se confirmen los resultados, ello no va a cambiar el panorama actual de la energía a corto plazo. Lograr que la fusión nuclear entre a formar parte de la oferta comercial actual de fuentes de energía requiere de una fuerte inversión y más investigación adicional que podría llevar varios años de trabajo, probablemente varias décadas.

Según explica Jeremy Chittenden, profesor de Física de Plasma del Imperial College de Londres en declaraciones al Science Media Centre: “También tendremos que encontrar una manera de reproducir el mismo efecto con mucha más frecuencia y mucho más barato antes de que podamos convertir esto de manera realista en una planta de energía".

Hechas estas salvedades, sin duda los datos preliminares presentados hasta el momento por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore abren la puerta a un futuro de energía barata y libre de emisiones. Con todo, aún habrá que tener un poco de paciencia.

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