Estados Unidos anunció este martes un avance científico histórico en el campo de la fusión nuclear, que abre las puertas para revolucionar la producción de energía en la Tierra en unos años. Este hallazgo se verá “en los libros de historia”, declaró en rueda de prensa la secretaria de Energía estadounidense, Jennifer Granholm.
Los científicos llevan décadas trabajando para desarrollar la fusión nuclear, considerada una fuente de energía limpia, abundante y segura que podría permitir a la humanidad romper su dependencia de los combustibles fósiles que provocan la crisis climática global.
Un experimento llevado a cabo la semana pasada “produjo más energía de fusión que la energía láser utilizada” para provocar la reacción, explicó en un comunicado el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), situado en California y dependiente del Departamento de Energía estadounidense.
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El anuncio, que se filtró a la prensa hace unos días, entusiasmó a la comunidad científica en todo el mundo. Las centrales nucleares utilizan actualmente la fisión, la división del núcleo de un átomo pesado para producir energía. La fusión nuclear, al contrario, combina dos átomos de hidrógeno para formar un átomo de helio más pesado, liberando una gran cantidad de energía en el proceso.
Esto ocurre dentro de las estrellas, incluido el Sol. En la Tierra, este proceso se puede conseguir con la ayuda de láseres ultrapotentes. El National Ignition Facility (NIF), que depende del laboratorio californiano, es el sistema de láseres más grande del mundo, del tamaño de un estadio deportivo.
En torno a la 1:00 de la madrugada del 5 de diciembre, 192 láseres apuntaron a un blanco del tamaño de un dedal, donde se encontraba una cápsula minúscula fabricada en diamante y que contenía isótopos de hidrógeno (deuterio y tritio).
Los láseres generaron una temperatura de unos 150 millones de grados, es decir diez veces la del Sol, provocando la fusión de los átomos de hidrógeno. La reacción tardó una fracción de segundo. Los científicos produjeron así unos 3,5 megajulios de energía usando 2,05 megajulios a través de los láseres, según el comunicado.
Sin embargo, se necesitaron 300 megajulios de energía de la red eléctrica para activar los láseres, lo que hace que la operación en general sea deficitaria. Pero los científicos confían en poder salvar este problema con el tiempo. “Nuestros cálculos sugieren que es posible, con un sistema láser a gran escala, de lograr un rendimiento de cientos de megajulios”, dijo Kim Budil, directora del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. “Pero todavía estamos muy lejos de eso”.
Décadas por delante
Hacer que esta solución sea viable a escala industrial y comercial llevará “décadas”, por lo menos cinco, dijo. Precisa muchas mejoras tecnológicas: puesto que hay que poder repetir el experimento muchas veces por minuto y aumentar el rendimiento. Por eso para limitar el calentamiento global, los expertos en clima insisten en reducir sin demora las emisiones de gases de efecto invernadero.
No obstante, el resultado alentador del experimento proporciona la prueba de un principio físico descrito hace décadas. La fusión tiene algunas ventajas: no presenta riesgo de desastre nuclear y produce menos desechos radiactivos. Y, sobre todo, en comparación con las centrales eléctricas de carbón o gas, no genera gases de efecto invernadero.
Hay otros proyectos de fusión nuclear en el mundo, como el llamado ITER, que actualmente se está desarrollando en Francia. En lugar de láseres, ITER utilizará una técnica conocida como confinamiento magnético: los átomos de hidrógeno se calientan en un inmenso reactor, donde permanecerán confinados con la ayuda de un campo magnético.
Los expertos consideran importante seguir investigando sobre estas dos técnicas: los láseres y el confinamiento magnético. “Lo que queremos es maximizar los caminos potenciales hacia el éxito, por lo que queremos seguir estos enfoques diferentes para ver qué funciona”, dijo el martes la física del NIF Tammy Ma. “La fusión es muy importante para la humanidad”.
¿Qué es la fusión nuclear?
El Departamento de Energía de Estados Unidos anunciará el martes un “avance científico mayor” en el campo de la fusión nuclear. Desde hace décadas, los científicos buscan generar energía con este mecanismo, que tiene varias ventajas: no genera CO2, produce menos desechos radiactivos que la energía nuclear conocida hasta ahora, y no conlleva riesgos de accidentes.
La energía de las estrellas
La fusión difiere de la fisión nuclear, la técnica utilizada actualmente en las centrales nucleares que consiste en romper las uniones de núcleos atómicos para liberar energía. La fusión es el proceso inverso: implica fusionar dos núcleos livianos (de hidrógeno, por ejemplo), para crear uno pesado (de helio), y eso también libera energía.
Es el proceso que se produce en estrellas como el Sol. “Controlar la fuente de energía de las estrellas es el mayor desafío tecnológico de la humanidad”, escribió en Twitter el físico Arthur Turrell, autor del libro “The Star Builders”.
Métodos distintos
La fusión solo es posible calentando materiales a temperaturas extremadamente altas, de más de 100 millones de grados celsius. “Hay que encontrar mecanismos para aislar esa materia extremadamente caliente de todo lo que podría enfriarla”, explicó a la AFP Erik Lefebvre, jefe de proyecto de la Comisión de Energía Atómica (CEA) de Francia.
Desde hace décadas, los científicos buscan lograr que la energía producida por la fusión nuclear supere a la utilizada para provocar la reacción. Según el Financial Times, esto será anunciado el martes por el National Ignition Facility (NIF) estadounidense.
Se trata de demostrar que es posible obtener una “ganancia neta de energía”, una etapa crucial que entusiasma a muchos científicos en el mundo. Pero “el camino es muy largo aún” antes de “una demostración a escala industrial y comercialmente viable”, advierte Erik Lefebvre, para quien esos proyectos requieren aún 20 o 30 años de trabajo.
¿Por qué el esfuerzo?
Al contrario que la fisión, la fusión no conlleva riesgos de accidente nuclear. Si hay algún fallo del sistema, la reacción simplemente se detiene, explica Lefebvre. Además, la fusión produce menos desechos radiactivos que los que generan las centrales actuales. Y no produce gases de efecto invernadero.
“Es una fuente de energía totalmente descarbonizada, que genera pocos residuos, y que es intrínsecamente muy segura” por lo que sería “una solución de futuro para los problemas energéticos a escala global”, resume Lefebvre. Debido a su estado de desarrollo, no representa una solución inmediata a la crisis climática y a la necesidad de transición rápida de energías fósiles.
Fuente: AFP.