Gran paso para la fusión nuclear 'rentable'

Gran paso para la fusión nuclear. Investigadores estadounidenses han logrado por primera vez que un experimento de fusión nuclear produjera más energía que la necesaria para ponerlo en marcha, un paso prometedor hacia el desarrollo de una nueva fuente energética limpia, ya que no genera residuos, e ilimitada, pues su combustible es el hidrógeno, uno de los componentes del agua.

El experimento, extraordinariamente fugaz, se realizó el pasado noviembre en la National Ignition Faciliity (NIF), una infraestructura de investigación del Gobierno de Estados Unidos con grandes aplicaciones en el sector militar, pero no se ha dado a conocer hasta comprobar la exactitud de los datos. Los detalles de la investigación se han publicado en la revista 'Nature'.

Lo que pretende la fusión nuclear, que no debe confundirse con la fisión empleada por los reactores nucleares y las bombas atómicas, es reproducir en un espacio controlado las reacciones que se producen en el Sol y otras estrellas mediante la fusión por calor de dos núcleos atómicos.

El ITER, la gran infraestructura internacional que se construye en Cadarache (Francia), y la NIF, situada en Livermore (California), tienen el mismo objetivo, lograr una fusión nuclear rentable energéticamente, pero el método difiere completamente, explica Javier Dies, catedrático de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). El método de la NIF se conoce como confinamiento inercial.

Para lograr las temperaturas necesarias para la fusión, los científicos estadounidenses bombardearon con 192 rayos láser un cilindro de oro de dos milímetros de diámetro en cuyo interior había una microesfera de combustible (un plasma de deuterio y tritio, dos isótopos del hidrógeno). Los láseres habían sido acondicionados para que se comprimieran y ocuparan el diámetro de un cabello. Los haces provocaron una implosión, algo equivalente a reducir una pelota de béisbol al tamaño de un guisante.

Temperatura: 100 millones de grados

Como consecuencia, y durante una milmillonésima de segundo, la región central del cilindro alcanzó temperaturas de unos 100 millones de grados. Ello provocó que los isótopos de hidrógeno se fusionaran hasta dar lugar a un núcleo de helio y un neutrón.

Durante ese breve periodo, la reacción liberó el equivalente a la energía almacenada en dos baterías AA, unas pilas estándar (unos 17.000 julios). A pesar de ser una energía modesta, según han explicado los investigadores, la liberación de energía fue más importante que la energía absorbida por el combustible, estimada entre 9.000 y 12.000 julios.

"Una cosa es producir energía de fusión, que el experimento Jet ya había logrado, y otras es ser autosuficiente", prosigue Dies. Jet llegó a producir 16 megavatios, pero a base de suministrar mucha más energía. ITER, que no empezará a funcionar hasta el 2020, "aspira a consumir 50 megavatios y a devolver 500", explica el catedrático de la UPC.

"Esto es lo más cerca posible que se ha llegado" al sueño de generar energía viable resultante de una fusión, ha dicho Omar Hurricane, jefe del equipo que realizó el estudio en la NIF, del Lawrence Livermore Laboratory.

Solo la ignición

La energía es 10 veces superior a la previamente alcanzada, pero los autores recuerdan que no se trató de una reacción sostenida, el tan buscado momento de la "ignición" o encendido.

"Solo algo del orden del 1% de la energía que utilizamos con el láser termina en el combustible, o incluso menos", dijo la coautora del estudio, Debbie Callahan. "Hay mucho terreno para seguir progresando". El método necesita ser afinado y el rendimiento debe mejorarse unas 100 veces "antes de que podamos llegar al punto de ignición", ha agregado Hurricane.

"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", ha añadido Hurricane.

El encendido también requiere autopropagación, conforme a la cual las primeras partículas fusionadas causan el calor y la presión necesarios para generar otras, creando así nuevas partículas y mejorando el rendimiento.