Energía limpia e ilimitada: EEUU anuncia este martes un hito histórico en la llamada 'fusión nuclear’
Un equipo científico logra por primera vez fusionar núcleos de átomos produciendo más energía de la que cuesta provocar esa reacción. El anuncio se hará oficial este martes
Esta representación artística muestra un blanco del NIF (la bola blanca) dentro de una cápsula con rayos láser que entran por las aberturas de ambos extremos. Los rayos comprimen y calientan el blanco hasta alcanzar las condiciones necesarias para que se produzca la fusión nuclear. Lawrence Livermore National Laboratory
La energía nuclear que conocemos es peligrosa y sucia: genera residuos radiactivos y registra accidentes en las plantas atómicas que ponen en jaque a la humanidad. Esa energía se logra dividiendo el núcleo de átomos de elementos pesados, como el uranio y el plutonio. El proceso se denomina fisión nuclear (la palabra fisión es de la misma familia que fisura). Ahora, investigadores de EEUU habrían conseguido ‘el santo grial’ de la energía usando el método opuesto, con el que la ciencia lleva décadas soñando: obtener energía limpia e inagotable mediante la fusión –y no fisión– de núcleos atómicos, en este caso de elementos ligeros, como el hidrógeno y sus isótopos, deuterio y tritio (tal y como ocurre en el Sol).
El logro es obra del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), un centro financiado con dinero público. La noticia ha sido adelantada este fin de semana por The Financial Times y confirmada por The Washington Post, aunque el anuncio oficial no se realizará hasta este martes 13 de diciembre. El avance todavía no ha sido publicado en ninguna revista científica por lo que no existe una validación independiente del mismo.
De confirmarse, la fecha quedará grabada en la historia de la ciencia, aunque reste mucho por hacer antes de conseguir estandarizar la producción y distribución de esa energía limpia, inagotable y que, en el futuro, debería ser también barata.
El “gran hito” consiste en que, por primera vez, los científicos han gastado menos energía en lograr la fusión de núcleos que aquella generada por dicha reacción. En concreto ocurrió el pasado 5 de diciembre. Los investigadores del LLNL gastaron 2,1 megajulios en desencadenar la fusión de núcleos y habrían obtenido 2,5 megajulios: una ganancia neta de 0,4 megajulios.
Se trata de un enorme paso para creer que efectivamente esta puede ser la fuente de alta densidad de energía masiva y concentrada que necesita la humanidad
El método empleado se conoce como 'fusión por confinamiento inercial'. Para lograr la fusión de núcleos es necesario que estos se aproximen a una distancia muy corta, tanto que la fuerza de atracción entre ellos sea superior a las fuerzas de repulsión electroestáticas. Solo mediante una elevada cantidad de energía se consigue aproximar tanto los núcleos: bien mediante aceleradores de partículas, bien calentando los átomos hasta convertirlos en un plasma lo suficientemente denso que, además, debe estar confinado en algún tipo de reactor de fusión.
En EEUU, el LLNL ha utilizado su Instalación Nacional de Ignición (NIF, en sus siglas inglesas), donde han optado por calentar los átomos mediante el empleo de uno de los mayores láseres del mundo. El haz de láser impacta sobre las partículas de los isótopos de hidrógeno causando su implosión y haciéndolas más densas, con lo que se provoca la fusión de los núcleos. Hasta ahora crear las condiciones para lograr esa fusión suponía un gasto de energía mayor que el que la propia reacción generaba.
“Esto significa que por primera vez en la historia de la física y de la energía un dispositivo de fusión nuclear, a través del método de confinamiento inercial usando un láser, ha conseguido la ignición y ganancia de energía en el laboratorio”, ha señalado José Manuel Perlado Martín, Profesor emérito de Física Nuclear y presidente del Instituto Guillermo Velarde de la Universidad Politécnica Madrid, en declaraciones al SMC España. “Se trata de un enorme paso para creer que efectivamente esta puede ser la fuente de alta densidad de energía masiva y concentrada que necesita la humanidad”.
Un técnico del NIF comprueba el "posicionador de objetivos", que centra con precisión el objetivo dentro de la cámara antes de cada experimento y sirve de referencia para alinear los haces láser Lawrence Livermore National Laboratory
En este mismo sentido se ha pronunciado, también en declaraciones al SMC España, por Carlos Hidalgo, responsable de la División Experimental del Laboratorio Nacional de Fusión, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT): “La consecución práctica de la energía de fusión nuclear es uno de los grandes desafíos de la humanidad del siglo XXI. Los resultados experimentales obtenidos en la NIF son de gran importancia científica al conseguir por primera vez una amplificación de la energía de fusión nuclear superior a la unidad. Este es un gran hito científico”.
Expertos consultados por The Washington Post advierten, sin embargo, de que todavía harán falta años para lograr el sueño de una energía limpia, barata e inagotable. Por varios motivos: los materiales para crear las infraestructuras necesarias para lograr la fusión a gran escala son muy difíciles de producir. Además, esta reacción genera neutrones que añaden “una enorme presión en los equipos, tanta que puede destruirlos durante el proceso”.
ITER, la alternativa 'magnética'
Además del método empleado en Estados Unidos, otro gran proyecto internacional –formado por 35 países– trabaja en una alternativa al láser, la llamada 'fusión por confinamiento magnético'. Es el caso del ITER, el reactor experimental internacional puesto en marcha en Cadarache (Francia). En este método, es un campo magnético el que atrapa las partículas eléctricamente cargadas del plasma. El dispositivo que genera ese campo magnético tiene forma toroidal y llama Tokamak.
Un Sol en miniatura
Una llamarada solar EFE
La luz y el calor del Sol, esenciales para la vida en la Tierra, son producidos por reacciones de fusión de núcleos. En ese proceso de fusión de núcleos de hidrógeno se forma helio y se libera una enorme cantidad de radiaciones electromagnéticas.
Esa energía –esa radiación solar– es la que llega a la superficie terrestre en forma de viento solar, un chorro de protones, electrones y otras partículas. Aunque no es un tipo de radiación como la de las centrales nucleares, también podría ser dañina.
La Tierra cuenta a su alrededor con un campo magnético, la magnetosfera, que la protege del llamado viento solar. La magnetosfera existe porque nuestro planeta funciona como una dinamo (el aparato que transforma la energía mecánica en energía eléctrica).