EEUU logra una fusión nuclear que avanza hacia la producción de energía limpia e ilimitada

Un laboratorio de EEUU ha conseguido generar por primera vez un proceso de fusión nuclear que genera más energía de la empleada para activarlo y allana un largo camino hacia la producción de energía limpia e ilimitada. Así lo han anunciado representantes del gobierno de Estados Unidos e investigadores del Laboratorio Nacional Federal Lawrence Livermore (LLNL), en California.

En este centro, el pasado 5 de diciembre a la una de la noche, se consiguió durante unas milmillonésimas de segundo una ganancia de energía por medio de la fusión nuclear. De los 2,05 megajulios de energía de los láseres que ponen en marcha el proceso, se obtuvieron 3,15 megajulios, ha afirmado Marvin Adams, de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear. Este excedente es superior a la cifra que circuló en los días pasados entre la comunidad científica.

El sistema se basa en el mismo fenómeno físico con el cual se genera energía en las estrellas. Con ello, se pretende producir energía limpia a partir de un recurso barato e abundante: el hidrógeno. Hasta ahora, la energía gastada en los experimentos de fusión nuclear nunca había sido superior a la generada. El hito se ha llevado a cabo en el marco de un programa de mantenimiento del arsenal nuclear norteamericano. 

Un largo camino

El camino hacia el desarrollo industrial aún es largo e incierto. Serán necesarias décadas para conseguir aplicaciones viables, según Kim Budil, directora del Laboratorio Nacional Federal Lawrence Livermore. 

Una prueba de ello es que se usaron 300 megajulios de electricidad para cargar los láseres del experimento, mucho más de la energía que se acabó generando. Tanto la eficiencia de los láseres como la ganancia del proceso tienen que aumentar muchísimo para que el sistema tenga un balance positivo en su conjunto. 

No obstante, lo conseguido en el proceso físico de fusión entusiasma a los expertos. “Esa ganancia es un resultado excepcional”, afirma José Manuel Perlado Martín, presidente del Instituto de Fusión Nuclear de la Universidad Politécnica de Madrid. 

“Es un punto de inflexión en un camino hacia una energía limpia y masiva. Si se alcanzara sería un cambio de paradigma: por primera vez, la energía sería controlada no por quienes tienen los recursos, sino por quienes tienen la tecnología”, afirma José Aguilar Medina, coordinador de IFMIF-DONES, un centro en construcción en Granada que estudiará los materiales de los reactores de fusión.

¿Cómo funciona el experimento?

En el experimento, 192 haces de láser de alta potencia se dispararon contra las paredes internas de un cilindro del tamaño de una lata de bebida. Los rayos X reflejados por las paredes se concentraron en una cápsula diminuta en el centro del cilindro, que contenía átomos de hidrógeno, en concreto los isótopos (variantes) deuterio y tritio. El láser comprime la cápsula 10.000 veces y la lleva a una temperatura de 150 millones de grados, superior a la del núcleo del sol.

En estas condiciones, los núcleos del hidrógeno se funden, generando átomos de helio, neutrones y energía. Se trata del mismo proceso que genera la energía del sol y las otras estrellas. El fenómeno ocurre durante unas milmillonésimas de segundo, pero el recuento de los neutrones generados permite estimar la energía producida. 

Secreto del éxito

El secreto del éxito del experimento son las cápsulas: unas esferas de un material parecido al diamante, con imperfecciones inferiores a las del tamaño de una bacteria, según ha explicado el jefe de los técnicos del experimento, Jean Michel Di Nicola. Eso permite que la compresión del hidrógeno sea simétrica y no haya escapes. 

Un aspecto importante es que este sistema no tiene nada que ver con el hidrógeno usado, por ejemplo, en algunos coches. Allí se usan cantidades mucho mayores de hidrógeno y le energía se produce con un proceso físico totalmente distinto, combinando hidrógeno con oxígeno.

¿Tiene algo que ver con la bomba termonuclear?

El experimento forma parte del programa de mantenimiento del arsenal nuclear de EEUU, en concreto de sus bombas termonucleares, o bomba H (de hidrógeno). Estas bombas también emplean un proceso de fusión nuclear, pero no se activa con láseres, sino con la onda de presión de una pequeña bomba atómica convencional.

Los investigadores del LLNL no escondieron que parte de su misión es hacer experimentos que reproduzcan la fusión nuclear de forma controlada, para estudiar las bombas y mejorarlas. Sin embargo, una fusión nuclear como la del experimento no podría de ninguna forma parecerse a una bomba. No es activada por una bomba atómica sino por láseres, no contiene ninguna forma de reacción en cadena (al contrario, inducir cada reacción de fusión requiere un esfuerzo enorme) y no hay residuos radioactivos.

¿Qué diferencia hay entre fusión inercial y magnética?

El sistema empleado en EEUU, llamado confinamiento inercial, es distinto al de ITER, el gran reactor de fusión nuclear, en construcción en Cadarache, que es la gran apuesta de la Unión Europea. Este se llama confinamiento magnético. En él, cantidades mayores de hidrógeno son confinadas por medio de campos magnéticos, que son los que les transmiten energía, en lugar de los láseres. El confinamiento magnético no ha conseguido el hito de la ganancia energética, hasta ahora. Sin embargo, de realizarse, podría mantener la reacción en función durante tiempos mucho más largos. Ayer, la directora del LLNL admitió que el confinamiento magnético tiene un desarrollo industrial superior al inercial.