Fusión nuclear: Un sueño cada vez más cerca

Científicos Norteamericanos lograron por primera vez una reacción con balance energético positivo

La humanidad tiene hambre de energía. Se estima que en el planeta se consumen cerca de 10 teravatios  de energía al año, lo que equivale a la producción de unas 10.000 centrales nucleares como la de Santa María de Garoña.

Esta exagerada demanda energética, que crece cada año, difícilmente puede satisfacerse con energías renovables, como eólica o solar, por ejemplo. De momento la humanidad está atada a los combustibles fósiles, que aparte de que cada día se van mermando más sus reservas, tienen el inconveniente de generar residuos altamente contaminantes que contribuyen al efecto invernadero.

Bajo este panorama, la humanidad tiene dos opciones: disminuir el consumo de energía o conseguir una fuente limpia, eficiente e inagotable. Lo primero, parece casi imposible, lo segundo, está un paso más cerca de conseguirse.

Luego de décadas de tropiezos e intentos fallidos, un equipo del Lawrence Livermore National Laboratory en los Estados Unidos ha conseguido una reacción de fusión nuclear que produjo más energía de la que ha sido empleada para generarla.

No es la solución definitiva, pero nos acerca un poco más al sueño de la energía por fusión nuclear; o lo que es lo mismo, una energía limpia, segura y que no estaría ligada a recursos naturales, sino que depende del conocimiento y la tecnología para lograrlo.

“Separar es fácil, difícil es unir”

No es una filosofía de vida, es lo que ocurre en el interior de un átomo. La centrales nucleares como la de Garoña producen energía al dividir átomos de elementos pesados como el uranio, creando dos átomos más pequeños y energía. Eso es lo que se conoce como Fisión Nuclear.

El problema de esta energía, es que genera residuos sumamente peligrosos, que tienen una vida media de cientos de miles de años. Los residuos de una central nuclear son altamente radiactivos y requieren de cementerios nucleares para almacenarlos, bajo estrictas medidas de seguridad.

La Fusión Nuclear sin embargo, junta dos núcleos de elementos livianos, como el hidrógeno, para crear uno de helio, Generando energía en el proceso. No es algo nuevo, ocurre miles de millones de veces en el sol cada segundo.

Fusión del hidrógeno pesado y del tritio

Fusionando dos isótopos de hidrógeno, obtenemos un átomo de hélio, un neutrón libre y energía

Nosotros tampoco nos quedamos atrás. Fusionar átomos es algo que hacemos con relativa facilidad en colisionadores de partículas o en bombas termonucleares, el problema es hacerlo de forma controlada y rentable, produciendo más energía de la empleada para generarla.

La culpa es de los protones

Todos los núcleos atómicos están formados por neutrones de carga neutra y protones de carga positiva. Todos sabemos que las cargas iguales se repelen; de ahí la gran dificultad de generar energía mediante ese proceso. Si se logran acercar lo suficiente dos núcleos, la fuerza nuclear fuerte entra en acción, y hace que estos permanezcan juntos, venciendo la repulsión eléctrica.

Para acercarlo se necesitan enormes presiones y una temperatura muy alta, del orden de millones de grados centígrados. En el sol este no es un problema; su enorme masa y la gravedad proporcionan toda la presión y el calor necesarios.

Lograr esas condiciones en la tierra ha sido el gran desafío de los investigadores. Tanto el deuterio como el tritio (isótopos del hidrógeno empleados para la fusión) son calentados a tal temperatura que abandona su estado gaseoso para comportarse como un plasma. Contener el plasma y comprimirlo es la prioridad. Cualquier cosa que entre en contacto con este plasma se fundiría en el acto, de ahí la dificultad.

Para hacerlo se usan dos técnicas pioneras: Una mediante campos magnéticos, que confinan el plasma en el interior de este, presionándolo cada vez más hasta lograr la fusión, durante algunas fracciones de segundo.  La otra es mediante láseres dirigidos en todas direcciones.

Sea cual sea el método empleado, sigue habiendo un problema: se requiere más energía para calentar y producir el campo magnético o el laser que la energía producida en esta fusión.

Renace la esperanza

Un grupo de investigadores del Lawrence Livermore National Laboratory, liderados por Omar Hurricane, publicaron en la prestigiosa revista Natura un trabajo en el que afirman haber logrado un rendimiento energético de un orden de magnitud por encima de lo logrado hasta la fecha. Eso sí, de momento durante muy poco tiempo y produciendo muy poca energía.

Fusión Nuclear Lawrence Livermore National Laboratory

Artefacto utilizado para lograr la fusión nuclear controlada

“Hemos conseguido las partículas alfa reboten en lugar de escapar, depositando su energía en el reactor y contribuyendo a calentar el combustible, y propiciando más reacciones nucleares que producen más partículas alfa que se quedan en el sistema” explica el investigador.

No están solos

Conscientes de lo que puede significar para humanidad conseguir un reactor de fusión nuclear, Estados Unidos, China, Japón, Corea del Sur, Rusia, India y la Unión Europea han unido sus fuerzas para crear el que será el tercer proyecto más caro de la historia: reunir los recursos tecnológicos y científicos de los programas de investigación desarrollados por estas naciones para crear este tan anhelado sueño.

Con sede en Francia, este enorme complejo espera conseguir un reactor de fusión nuclear funcional y rentable. Se estima que este objetivo podría lograrse para finales de la década de los años cuarenta de este siglo.

Ventajas

A diferencia de otros tipos de energía, la conseguida mediante fusión nuclear es limpia, segura y muy abundante. Parte de elementos muy comunes en la naturaleza: Deuterio (presente en el agua de mar) y Tritio, que aunque inestable, se puede obtener del litio, muy común en la sal marina.

Su residuo, el helio, es inerte y no representa ningún peligro para el medio ambiente (se usa para inflar los globos de los niños). Con un solo gramo de combustible (deuterio y tritio) se puede lograr la misma energía que con 8 toneladas de petróleo, y en caso de emergencia, al frenar la fusión, el plasma se expande y se detiene el proceso de producción de energía. No habría por lo tanto, fugas peligrosas ni tragedias medioambientales .

Desarrollar esta tecnología supondría el fin de nuestra dependencia de los combustibles fósiles. Por fin la humanidad podría gozar de una energía limpia e inagotable, que no dependerá de recursos naturales, sino del conocimiento. Cualquier país, pobre o rico, podría gozar de suficiente energía.

El sueño aún luce lejano, pero el solo hecho de estar un paso más cerca de este “santo grial” energético tiene que ser un motivo suficiente para celebrarlo.

 

Publicado en la sección Ciencia al Día de El Día de Zamora

Ciencia al Día 199

Ciencia al Día, el espacio dedicado a la divulgación y a la actualidad científica de El Día de Zamora

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s