Un gran avance en la fusión nuclear: logran generar más energía de lo aportado para el funcionamiento

Se dice que, por primera vez, investigadores estadounidenses han conseguido generar más energía mediante fusión nuclear de la que aportan. Un gran avance. Pero esto no resuelve las crisis energética y climática.

Se anuncia en rueda de prensa un enorme avance en la fusión nuclear. El avance se ha logrado en el Laboratorio Nacional del DOE de EE. UU. Por ejemplo, el Financial Times revela (basándose en fuentes con amplios conocimientos de los experimentos) que los investigadores han generado más energía mediante fusión nuclear de la que han aportado. Y sería la primera vez.

¿Qué ha pasado exactamente?

Según la información ahora disponible, los científicos habrían utilizado láseres para consumir 2,1 megajulios de energía y generar después 2,5 (y posiblemente incluso 3) megajulios. Esto significa que se produjo más energía a través de la fusión nuclear de la que se necesitó para realizar la propia fusión. Y eso no se había conseguido nunca.

Fisión nuclear frente a fusión nuclear

Generación de energía mediante fusión nuclear. Es posible que piense inmediatamente en las centrales nucleares que ya se emplean en muchos países para generar energía. Pero en estas centrales nucleares no se produce fusión nuclear, sino todo lo contrario: fisión nuclear (proceso en el que un núcleo atómico pesado e inestable se divide en dos o más núcleos más ligeros y libera grandes cantidades de energía). En la fusión nuclear, los núcleos atómicos se fusionan. Esto suena mucho más sencillo de lo que es, por cierto, porque se requiere una temperatura extremadamente alta y una presión extremadamente alta para conseguir que los núcleos atómicos alcancen el punto en el que ya no se repelen entre sí, sino que se fusionan. Estas condiciones no son fáciles de recrear en la Tierra, pero se encuentran de forma natural en otros lugares del universo. Concretamente, en el corazón de las estrellas. La fusión nuclear (en la que átomos de hidrógeno se funden en átomos de helio) tiene lugar constantemente en nuestro sol, por ejemplo, creando enormes cantidades de energía que, en forma de luz y calor, son cruciales para la vida en la Tierra, entre otras cosas. Por supuesto, estaría bien que pudiéramos imitar ese proceso en la Tierra y así generar también enormes cantidades de energía. Los científicos están trabajando en ello y es en este campo donde se ha logrado un gran avance.

Mini sol

Para generar los 2,5 megajulios de energía, los investigadores generaron básicamente un minisol en la Tierra. La receta se puede encontrar “sencillamente” en la página web del laboratorio. Se toma: una cápsula tubular de unos 2 milímetros de diámetro y se llena con una mezcla de deuterio y tritio (dos átomos de hidrógeno con distinto número de neutrones en el núcleo atómico). A continuación, se dirigen potentes láseres a la superficie de la cápsula y se encienden durante una milmillonésima de segundo. El resultado: un minisol. En efecto, los láseres comprimen la mezcla de deuterio y tritio (de modo que su densidad es 100 veces superior a la del plomo) y la calientan a más de 100 millones de grados Celsius (¡eso es más caliente que el corazón del sol!). Y en esas condiciones, puede producirse la fusión nuclear.

Informes anteriores

En enero, los investigadores anunciaron que habían conseguido generar 1,3 megajulios de energía de esta forma. Pero antes, los láseres tenían que consumir 1,7 megajulios de energía. Sin embargo, ahora han conseguido sacar del proceso más energía de la que se puso en él. Y eso es una gran noticia. “Provocar la fusión nuclear (la energía con la que funciona el sol) ha sido un santo grial dentro de la física durante décadas”, afirma el profesor Ken Baldwin, físico de la Universidad Nacional de Australia y ajeno a la investigación. Y con razón. “La fusión nuclear puede proporcionarnos una fuente casi infinita, segura y limpia de energía libre de carbono”, afirma el Dr. Robbie Scott, que trabaja en el Grupo de Física del Plasma de la Instalación Láser Central (CLF) del Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas (STFC) y ha contribuido a la investigación del Laboratorio Nacional del DOE. “Se trata de un gran avance”, afirma también el profesor Miftar Ganija, experto en láseres ultracortos y de pulso corto de la Universidad de Adelaida. “Es casi un sueño conseguir un efecto así, que antes parecía imposible. Utilizar el láser para generar energía mediante fusión nuclear sería tan significativo como el primer alunizaje”.

No es la solución a nuestras crisis energética y climática

¿Es esta la solución a la crisis energética y climática en la que estamos inmersos? Sobre el papel, quizás, pero no en la práctica. “Es improbable que la fusión nuclear (que no genera gases de efecto invernadero y genera un mínimo de residuos nucleares) nos salve del cambio climático”, afirmó Baldwin. “La energía supuestamente liberada durante los experimentos solo es suficiente para hervir una tetera”. En otras palabras, la investigación está aún en sus inicios. “Todo el trabajo duro que hay que hacer en aras de la transición energética vendrá de las renovables y la fisión nuclear (en las centrales existentes)”, predice Baldwin. Espera que la fusión nuclear a escala comercial no esté disponible hasta finales de este siglo. “Mucho después de 2050”. Y, por tanto, mucho más allá del plazo de actuación necesario para limitar el calentamiento a 2 grados centígrados. Aun así, sigue siendo un gran avance, reconoce también Baldwin. Porque una vez que la tecnología sea comercializable, podría generar cantidades ilimitadas de energía en los siglos siguientes.

¿Qué debe ocurrir en los próximos años para que esta tecnología resulte comercialmente atractiva? Bastante, según el profesor Justin Wark, director del Oxford Centre for High Energy Density Science, que tampoco participa en la investigación. “En primer lugar, tenemos que ser capaces de sacar aún más de lo que se está poniendo”, afirma. En otras palabras, el proceso aún debe ser mucho más eficiente. “Además, este tipo de resultados podría, de hecho, obtenerse todos los días en el laboratorio. Pero una central de fusión nuclear debería poder hacerlo 10 veces por segundo”. Así que tiene que ser más eficiente y más rápido. Pero Wark también reconoce que el trabajo en Estados Unidos es un gran avance. “Lo que es importante recordar es que ahora tenemos claramente una buena comprensión de la ciencia básica subyacente, y eso puede acelerar una mayor inversión en ella”. Pero sigue siendo un proceso a largo plazo, según Tony Roulstone, experto en energía nuclear que también trabaja en la Universidad de Cambridge. “Es un éxito científico, aunque está lejos de poder proporcionarnos energía abundante y limpia”.