Estados Unidos está a punto de anunciar un gran avance

Energía limpia, segura y barata. Durante décadas, la fusión nuclear ha sido el Santo Grial que los científicos de todo el mundo han estado persiguiendo. Con de momento más esperanzas teóricas que resultados concretos. Aunque las primeras fusiones controladas se remontan a fines de la década de 1950, nadie ha recuperado nunca más energía de la que debió proporcionarse para desencadenar y sostener la reacción.

Hasta las últimas dos semanas. el domingo ely Tiempos financieros reveló el domingo que el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) en California logró una “ganancia de energía neta”. Según el diario británico [article original en anglais]el laboratorio público estadounidense pudo generar recientemente 2,5 megajulios para un consumo de 2,1 megajulios, es decir, una ganancia de alrededor del 120%. La información no fue confirmada por Washington, pero la secretaria de Energía, Jennifer Granholm, debería anunciar el martes un “gran avance científico” en el campo de la fusión nuclear.

Al 8 de agosto de 2021, LLNL ya había logrado un retorno del 72 %, lo que ya era un avance considerable. Especialmente, había alcanzado el “umbral de ignición” por primera vez a partir del cual la reacción de fusión puede sostenerse sin aporte de energía externa. Desde entonces, el laboratorio ha buscado replicar el experimento mejorando aún más el rendimiento.

energía estelar

Como sugiere su nombre, la fusión nuclear es el proceso por el cual dos núcleos atómicos se fusionan para formar un núcleo más pesado. Para ello, deben someterse a presiones muy bajas o temperaturas extremadamente altas, que pueden alcanzar varios millones de grados. A estas temperaturas, la materia existe solo como plasma, una sopa caliente de núcleos y electrones. Liberados de su nube de electrones, los núcleos pueden acercarse más fácilmente. Pero durante la fusión de dos núcleos, parte de su masa se pierde. Se convierte en energía, según la famosa fórmula de Einstein: E = mc²🇧🇷 Recuperado en forma de calor, esta energía se puede utilizar para generar electricidad a través de turbinas.

En el corazón estrellas, bajo el efecto de una enorme presión, este proceso se produce de forma natural: el Sol es un gigantesco reactor nuclear, que transforma el hidrógeno en helio.

La fusión no debe confundirse con la fisión,trabajar en las centrales nucleares convencionales, que es el proceso inverso: la división de un átomo pesado (por ejemplo, el uranio) en varios átomos más ligeros.

Hasta aquí la teoría. El hecho de que se hayan tardado 70 años en alcanzar el umbral de ignición es porque su implementación es terriblemente compleja, siendo la principal dificultad contener un plasma capaz de fundir cualquier elemento químico. Para lograrlo, los científicos han desarrollado varios métodos, uno de los más conocidos es el confinamiento magnético dentro de un tokamakuna cámara vacía de forma tórica o esférica. Este es el modelo elegido por Proyecto internacional ITERel tokamak más grande del mundo, en construcción cerca de Cadarache (Bocas del Ródano) y que debería producir su primer plasma en 2026.

LLNL no utiliza esta tecnología, sino confinamiento inercial por láser. Concretamente, una pequeña bola que contiene una mezcla de deuterio y tritio (dos isótopos del hidrógeno) se coloca en un cilindro llamado hohlraumantes de ser brutalmente comprimido por 192 láseres de alta potencia, que transforman el material en un estado de plasma.

Un poco de agua de mar para décadas de consumo

En Estados Unidos, Europa y China ya se han gastado miles de millones tratando de dominar el proceso de fusión nuclear, considerado la solución a la mayoría de los problemas energéticos (y ahora por extensión también medioambientales). Solo requiere elementos que abundan en nuestro planeta, en particular el deuterio, que puede sintetizarse fácilmente a partir del agua de mar, y el tritio, que es más escaso pero que podría fabricarse en el corazón mismo de los reactores a partir del litio.

Según la CEA, 100 kg de deuterio y 3 toneladas de litio serían suficientes para hacer funcionar un reactor de fusión durante un año, en comparación con 1,5 millones de toneladas de carbón para una central eléctrica de carbón. El OIEA calculó que teóricamenteunos pocos gramos de combustible (derivado del hidrógeno) serían suficientes para cubrir las necesidades energéticas de una persona durante 60 años, y con el nivel de consumo de un país desarrollado.

La guinda del pastel: la fusión nuclear es una energía limpia y relativamente segura. La reacción de fusión produce solo helio, un gas inocuo para el medio ambiente, y ningún residuo altamente radiactivo, a diferencia de las plantas de fisión. De hecho, con cada fusión se emite un protón, que transformará los elementos de litio presentes en la cámara en tritio radiactivo, pero esta es una radiactividad relativamente corta (12,3 años, en comparación con ). Y no hay riesgo de reacción en cadena, ya que las condiciones para mantener una reacción de fusión nuclear son draconianas: la más mínima anomalía, el más mínimo polvo en la cámara, y todo se detiene.

Pero antes de dominar por completo el proceso y pasar a una escala industrial, aún llevará mucho tiempo. Todavía deben eliminarse muchos obstáculos técnicos, entre otros, antes de que los reactores de fusión puedan integrarse en la combinación energética. Todos los proyectos actuales son puramente experimentales y hasta ahora ningún tokamak ha logrado contener plasma durante más de unos minutos (el récord es de 17 minutos para el “Sol Artificial” chino el 20 de diciembre de 2021).