La fusión nuclear, principal arma de Estados Unidos para luchar contra el cambio climático 

EE. UU. anunció un “avance histórico” para lograr energía limpia e inagotable gracias a la fusión nuclear 
Los preamplificadores de la National Ignition Facility son el primer paso para aumentar la energía de los rayos láser en su camino hacia la cámara del objetivo.  PHOTO/ Lawrence Livermore National Security - Own work

PHOTO/ Lawrence Livermore National Security - Own work  -   Los preamplificadores de la National Ignition Facility son el primer paso para aumentar la energía de los rayos láser en su camino hacia la cámara del objetivo

La fusión nuclear es un intento de replicar los procesos del Sol en la Tierra. Una fuente de energía de gran rendimiento y muy limpia. Hasta hace poco conseguir este tipo de energía parecía cosa de ciencia ficción, pero parece que el sueño de emular energía solar en un espacio controlado está cada vez más cerca. De conseguir llevarse a la práctica, la fusión de átomos de hidrógeno se convertiría en una energía limpia e inagotable capaz de abastecer a todo el mundo. Podríamos eliminar los combustibles fósiles y la fisión nuclear, un gran paso para detener el cambio climático. Y, todo ello, sin la necesidad, a diferencia de las energías renovables, de depender de factores externos como la radiación solar, el viento o la fuerza del agua.

La carrera por la fusión nuclear la encabezan los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (California), en la Instalación Nacional de Ignición (NIF), que han conseguido reproducir casi todo el potencial de la energía del Sol en la Tierra, en una partícula de hidrogeno durante una fracción de segundo. Todo un “avance histórico” que abre la esperanza para el desarrollo de una nueva fuente de energía limpia e inagotable para la humanidad. 

Exterior de la National Ignition Facility, un edificio de diez plantas del tamaño de tres campos de fútbol, la NIF  PHOTO/ Lawrence Livermore National Security - Own work
PHOTO/ Lawrence Livermore National Security - Own work-Exterior de la National Ignition Facility, un edificio de diez plantas del tamaño de tres campos de fútbol, la NIF 

La instalación de la NIF no está pensada como una central eléctrica, sino como un experimento que dé con la clave para conseguir llegar a la fusión nuclear que todo el mundo persigue en estos momentos. Pese a que la energía duró muy poco tiempo, alrededor de 100 billonésimas de segundos, los investigadores se mostraron optimistas por tratarse de un punto de partida válido para su investigación, que se resume en explorar la ignición por fusión. Es decir, crear más energía de la que se está usando. Asimismo, los científicos detallaron que, luego de varios experimentos, lograron conseguir una gran cantidad de energía a partir de la fusión. El equipo lanzó alrededor de 200 rayos láser en un punto minúsculo para generar una super explosión de energía. Un récord que nos pone casi en el punto de inflexión para conseguir iniciar la fusión nuclear que alimenta las estrellas.

“Este avance coloca a los investigadores en el umbral de la ignición por fusión inercial, un objetivo importante del NIF, y abre el acceso a un nuevo régimen experimental”, afirman los autores, que indican que la energía que se desató con esta prueba equivaldría al 10% de los 170 cuatrillones de vatios de luz solar que bañan la superficie de la Tierra. 2Y toda la energía de fusión emanó de un punto caliente del ancho de un cabello humano”, señala Mark Herrmann, subdirector del programa de Livermore. 

Diagrama de Sankey de la eficiencia de acoplamiento de la energía del láser a los rayos X de la cápsula objetivo.  PHOTO/  http://www7.nationalacademies.org/bpa/PLSC_Sept05_Presentation_Lindl.pdf
PHOTO/  http://www7.nationalacademies.org/bpa/PLSC_Sept05_Presentation_Lindl.pdf-Diagrama de Sankey de la eficiencia de acoplamiento de la energía del láser a los rayos X de la cápsula objetivo. 

A pesar de los grandes resultados obtenidos durante la investigación, muchos expertos afirman que los resultados obtenidos hasta ahora merecen ser revisados con mayor cautela. Para el codirector del mismo centro en Londres, Jeremy Chittenden, "convertir este concepto en una fuente renovable de energía eléctrica probablemente será un proceso largo e implicará superar importantes desafíos técnicos".

La Fusión nuclear es un tipo especifico de reacción nuclear. Es el proceso por el cual, por ejemplo, el Sol libera energía y las temperaturas extremas de varios millones de grados centígrados se funden los núcleos atómicos de isótopos del hidrógeno: deuterio y tritio o también conocidos como hidrógeno pesado e hidrógeno-3, respectivamente. De esta fusión se producen helio, un neutrón y una cantidad enorme de energía suficiente para que la fusión solar nunca cese.

Imagen de la mecánica de fusión dentro del núcleo PHOTO/ITER@ORG
PHOTO/ITER@ORG-Imagen de la mecánica de fusión dentro del núcleo

En la fisión del uranio y plutonio, realizada en las clásicas centrales nucleares, se producen un sinfín de productos radioactivos. Algunos de estos se pueden transformar en nuevos combustibles, pero al final siempre quedan residuos radiactivos. Estas sustancias se deben almacenar por miles o cientos de miles de años en zonas geológicas profundas. En la fusión nuclear, por el contrario, el único producto radiactivo es el helio, un gas noble. Otra gran ventaja es que la reacción de fusión se extingue si no se le agrega nuevo combustible. Aquí no se genera la reacción en cadena que acontece en plantas nucleares convencionales. Por lo tanto, es imposible que el reactor de fusión se salga de control. Sin embargo, las reacciones de fusión han demostrado ser difíciles de controlar y, hasta la fecha, ningún experimento ha conseguido producir más energía de la que se ha invertido para que la reacción funcione y se mantenga en el tiempo, lo que llevaría a la ansiada 'ignición'. 

Aunque el crecimiento de las renovables aumentará, muchas voces afirman que solo con estas no se sostiene el descomunal consumo energético del mundo. Mientras experimentos científicos como este, buscan producir a gran escala y mediante la fusión nuclear una energía segura, apenas contaminante e ilimitada. A pesar del evidente éxito de la prueba, este reactor no sirve como modelo para las plantas de energía de fusión del futuro, ya que sus láseres solo pueden disparar una vez al día y una central necesita una producción constante.

El Tokamak y sus sistemas de planta alojados en su casa de hormigón. Se calcula que sólo en la máquina se ensamblarán un millón de piezas PHOTO/ITER@ORG
PHOTO/ITER@ORG-El Tokamak y sus sistemas de planta alojados en su casa de hormigón. Se calcula que sólo en la máquina se ensamblarán un millón de piezas

En este sentido sí se encaminan otros proyectos como el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER), un programa con participación de China, la Unión Europea, Japón, Corea del Sur, Rusia y Estados Unidos, destinado a probar que esta energía sí puede ser comercial. Este reactor, que ya se está construyendo al sur de Francia y empezará con las primeras pruebas en los próximos años. 

Las iniciativas privadas son más optimistas. En la actualidad una veintena de startups europeas, estadounidenses y canadienses han iniciado proyectos energéticos que pretenden convertir en una realidad el sueño de la energía de fusión nuclear. En un mundo donde la población no deja de aumentar y los recursos escasean, esta fuente de energía se presenta como la única opción viable para hacer frente a los problemas medioambientales y de abastecimiento.