La noticia por parte de científicos estadunidenses de que se ha logrado por primera vez generar energía excedentaria a través del procedimiento de la fusión nuclear reabre el debate sobre si esta puede convertirse en la fuente definitiva, inagotable, barata, limpia y segura que anhela la humanidad.
Según sus defensores, ni en su potencial energético, que consideran casi infinito, ni en su peligrosidad, que garantizan nula (el proceso no genera residuos radiactivos) guarda la fusión relación alguna con la fisión en la que se basan las actuales centrales nucleares, que episodios –por orden de gravedad– como los de Chernobil (1986), Fukushima (2011) o Harrisburg (1979) se han encargado de revelar como potencialmente letal, y en las armas nucleares, las herramientas de destrucción más poderosas ideadas por el ser humano.
El proceso que sigue la fusión es casi el inverso al de la fisión: en lugar de dividir un átomo de gran tamaño, el del uranio, intenta unir los núcleos de varios mucho menores. Teóricamente, como ha demostrado este último experimento, que se ha realizado al menos en cuatro ocasiones desde setiembre de 2013, resulta posible reproducir en laboratorio y de forma controlada el proceso por el cual emiten colosales cantidades de energía el Sol y el resto de billones de estrellas del universo.
Si no imposible, si muy lejano
Otra cosa es que se pueda hacer de forma masiva y rentable, lo que aún parece, si no imposible, si muy lejano.
Aunque la cantidad de energía generada fue muy modesta, el experimento desarrollado en la Instalación Nacional de Ignición (NIF) del Gobierno norteamericano, unas dependencias dedicadas principalmente a la investigación militar, marcó un hito: nunca antes se había conseguido obtener más que la empleada en ponerlo en marcha.
Ya en fecha tan temprana como 1997, y mediante una tecnología distinta, el Joint European Torus (JET), ubicado en Oxford (Reino Unido), llegó a producir 16 megavatios de energía, pero el consumo necesario para lograrlo fue enormemente superior, de 24 megavatios.
La potencia de 192 láseres calentó un plasma de hidrógeno a 50 millones de grados
El NIF, que se ubica entre viñedos en Livermore (a una hora en coche de San Francisco, en California), alberga el láser más potente del mundo, formado por 192 haces, que entró en funcionamiento en 2009 y cuya construcción costó más de 2.500 millones de euros. Su finalidad era proporcionar la energía necesaria para experimentos de fusión nuclear.
Según detalla el informe del equipo publicado por la revista científica Nature, los científicos concentraron el impacto simultáneo de los 192 láser, del diámetro de un cabello, sobre un cilindro de oro en cuyo interior se almacenaba en una cápsula esférica de plástico una dosis de 170 microgramos de combustible, formado por plasma de deuterio y tritio, dos isótopos del hidrógeno que contienen un protón y un neutrón, y un protón y dos neutrones, respectivamente.
254 grados centígrados bajo cero
Previamente, la cápsula, de dos milímetros de diámetro, donde los isótopos se introducen en forma de gas, y que tiene un coste de 720.000 euros por unidad, había sido enfriada hasta los 254 grados centígrados bajo cero para que se formara alrededor del combustible una capa de hielo de un grosor de 70 micrómetros, menor que el de un cabello humano, con el fin de favorecer la implosión en las condiciones deseadas.
La fuerza de los haces de luz, que introdujo una fuerza de 500 teravatios (billones de vatios) en el interior del cilindro tras un disparo realizado el 19 de noviembre, provocó una implosión de la cápsula de combustible durante la cual, y por espacio de poco más de un nanosegundo (un lapso de tiempo mucho más breve que el que precisa un parpadeo), el interior del cilindro alcanzó una temperatura de cincuenta millones de grados centígrados.
La esfera de plástico se contrajo hasta 1/35 parte de su volumen (equivalente a comprimir una pelota de baloncesto hasta el tamaño de un guisante), el combustible absorbió una décima parte de la energía recibida de los rayos X y se generó una presión de 150.000 millones de atmósferas terrestres, “unas condiciones bastante feroces”, como las definieron los investigadores: triplican la densidad que se registra en el centro del Sol.
La emisión energética equivalió a la de un esquiador bajando a 58 kilómetros por hora
Tan inconcebibles calor y presión hicieron que los núcleos de los dos isótopos se fusionaran y la reacción nuclear resultante, que duró apenas 150 picosegundos (billonésimas de segundo) liberó unos 17.000 julios de energía, equivalentes a la que genera un esquiador bajando una pendiente a 58 kilómetros por hora, según comparó el físico Omar Hurricane, jefe del equipo que llevó a cabo el experimento del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. Pero como el combustible sólo absorbió entre 9.000 y 12.000 julios, se logró producir por primera vez un excedente en un experimento de fusión nuclear.
Sin embargo, y pese a que se ha logrado multiplicar hasta por 10 la energía emitida en experimentos anteriores, la fugaz emisión queda todavía muy lejos de la reacción sostenida que provocaría una ignición capaz de generar energía de forma constante, en la cual las partículas ya fusionadas producirían el calor y la presión necesarios para fusionar otras y realimentar el proceso.
"Tenemos una posibilidad"
"No sabemos cuándo alcanzaremos la ignición. Estamos trabajando como locos para lograrlo. Nuestros conocimientos teóricos nos dicen que si seguimos empujando en esa dirección, tenemos una posibilidad", manifestó Hurricane, uno de los jefes de investigación .
En la carrera por ser los primeros en conseguir una fusión fría rentable compiten el NIF estadounidense y el Reactor Experimental Termonuclear Internacional (ITER), la gigantesca infraestructura científica (en la que también participan Estados Unidos) que se construye en Cadarache (cerca de Marsella, en el sur de Francia) con una inversión de 14.000 millones de euros y que debería estar operativa en 2020, aunque sus métodos difieren de forma sustancial.
Comprimir un plasma de hidrógeno
El ITER, que impulsan conjuntamente la Unión Europea, Japón, Estados Unidos, Corea del Sur, la India, Rusia y China, pretende emplear intensos campos magnéticos para comprimir un plasma de hidrógeno formado tras calentar el deuterio y el tritio hasta 150 millones de grados con el fin de generar la presión requerida para la fusión.
El éxito del laboratorio de Livermore se produce justamente unos meses después de que la administración Obama anunciara fuertes recortes en la financiación gubernamental de la investigación sobre la fusión nuclear, ante la falta de resultados alentadores.
Con clara ventaja hasta el momento por parte del laboratorio californiano, dos proyectos gigantescos, que se cuentan entre los más caros de toda la historia de la humanidad, siguen empeñados en lo que algunos especialistas llaman “embotellar el sol”, el astro del que depende totalmente la vida en la Tierra, cuya energía es aprovechable por otras tecnologías mucho baratas y ya asequibles por las que, sin embargo, no apuestan de forma clara los gobiernos implicados.
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