Fusión nuclear: descubren una fuente de energía limpia casi ilimitada

Durante más de 60 años, los científicos han perseguido uno de los retos físicos más difíciles jamás concebidos: aprovechar la fusión nuclear, la fuente de energía de las estrellas, para generar abundante energía limpia en la Tierra. Ahora, los investigadores han anunciado un hito en este esfuerzo.

El pasado 5 de diciembre, expertos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California lograron por primera vez una reacción de fusión nuclear con ganancia neta de energía, es decir, que produjeron más energía que la empleada en el proceso.

¿Pero cómo se logró?

Un conjunto de láseres de la Instalación Nacional de Ignición (NIF, por sus siglas en inglés), disparó 2.05 megajulios de energía a un minúsculo cilindro que contenía una pastilla de deuterio y tritio congelados, formas más pesadas del hidrógeno. La pastilla se comprimió y generó temperaturas y presiones lo suficientemente intensas como para provocar la fusión del hidrógeno que contenía.

En una diminuta llamarada que duró menos de una milmillonésima de segundo, los núcleos atómicos en fusión liberaron 3.15 megajulios de energía (aproximadamente un 50% más de la que se había utilizado para calentar la pastilla). Aunque la conflagración terminó en un instante, su significado perdurará.

Declaraciones del hallazgo

Los investigaciones de la fusión llevan mucho tiempo tratando de conseguir una ganancia neta de energía, lo que se denomina umbral de rentabilidad científica. "En pocas palabras, se trata de una de las hazañas científicas más impresionantes del siglo XXI", declaró la Secretaria de Energía de EE.UU, Jennifer Granholm, en una rueda de prensa celebrada en Washington. Allí, Granholm describió el hallazgo como un “gran avance científico” que conducirá a “progresos en la defensa nacional y el futuro de la energía limpia” y que este hallazgo “se verá en los libros de historia”.

Por su parte, Arati Prabhakar, asesora de ciencia y tecnología de la Casa Blanca, expresó que “es un hito que llevó el trabajo de varias generaciones. Este es un hermoso ejemplo de cómo acoplar investigación básica e ingeniería. Nos llevó un siglo darnos cuenta de que las estrellas brillaban por la fusión nuclear. Y después necesitamos avances de muchos tipos para replicarlo en el laboratorio. Eso nos recuerda que, aunque sepamos algo, muchas veces no podemos aplicarlo de inmediato”.

Diferencias con la fisión nuclear

Los científicos de todo el mundo llevan décadas trabajando para desarrollar la fusión nuclear, considerada una fuente de energía limpia, abundante y segura que podría permitir a la humanidad romper su dependencia de los combustibles fósiles.

Actualmente, las centrales nucleares utilizan la fisión, es decir, la división del núcleo de un átomo pesado para producir energía. En cambio, la fusión nuclear combina dos átomos de hidrógeno para formar un átomo de helio más pesado, liberando una gran cantidad de energía en el proceso. Este proceso es el mismo que se desarrolla dentro de las estrellas, incluido el Sol y, para poder llevarlo a cabo en la Tierra es necesario la ayuda de láseres ultrapotentes.

La fusión nuclear se describe como el "santo grial" de la producción de energía. Es el proceso que alimenta al Sol y otras estrellas. Funciona tomando pares de átomos ligeros y obligándolos a unirse. Esta fusión libera mucha energía. Es lo opuesto a la fisión nuclear, donde los átomos pesados se separan.

La fisión es la tecnología que se usa actualmente en las centrales nucleares, pero el proceso también produce una gran cantidad de desechos que emiten radiación durante mucho tiempo y que pueden ser peligrosos. La fusión nuclear, en cambio, produce mucha más energía y solo pequeñas cantidades de basura radiactiva de vida corta. Y lo que es más importante, el proceso no produce emisiones de gases de efecto invernadero y, por lo tanto, no contribuye al cambio climático.

Litio, un metal necesario para la fusión

Un dato no menor es que para la fusión hace falta litio y Argentina posee una de las reservas más grandes del mundo de este metal junto con Chile y Bolivia. “Los combustibles de fusión primarios son deuterio y tritio, los dos isótopos del hidrógeno”, explicó Ricardo Farengo, jefe del grupo de fusión del Centro Atómico Bariloche en Radio Nacional..

“El tritio no existe en estado natural, hay que producirlo dentro de reactores y se hace bombardeando litio con neutrones. Las cantidades que harían falta no son muy grandes, porque la densidad de energía es muy alta. Pero algo que nosotros deberíamos hacer, por ejemplo, es producir los compuestos de litio que se usarían en las reacciones de fusión. El agregado de valor sería enorme, porque hay que separar el litio-6 del litio-7, ya que el primero es el que más interesa para la fusión”, concluyó Farengo.

Aunque satisfechos, los científicos dicen que todavía queda mucho camino por recorrer antes de que la fusión alimente a los hogares con electricidad. En ese sentido, se calcula que se tardarán unas pocas décadas con un esfuerzo concentrado de inversión e investigación para poder construir una planta eléctrica que funcione con fusión nuclear. Y parece ser que el futuro es promisorio.