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Cuándo será una realidad y otras preguntas sobre fusión nuclear

El mayor logro científico del s.XXI. Recrear la energía del Sol en la Tierra, pero ¿cómo producen energía las estrellas? ¿Qué es? ¿Cuándo será una realidad? y la respuesta a otras preguntas sobre fusión nuclear.

Desde hoy hay que anotar una fecha en el calendario. Décadas después hoy se está un poco más cerca del sol. El pasado 5 de diciembre, científicos del laboratorio Lawrence Livermore lograron una reacción nuclear en la que se produjo más energía que la que se usó para desencadenarla. Exactamente el mismo proceso que alimenta a las estrellas y que es conocido como una ganancia neta de energía. Así, durante el experimento se logró por primera vez la llamada ignición por fusión al generar 3,15 MJ tras usar solo 2,05 MJ para alcanzar una temperatura de 3.000.000 de grados Celsius, pero ¿qué significa esto exactamente?

“La ignición nos permite replicar por primera vez ciertas condiciones que se encuentran solo en las estrellas y el sol”. Jennifer Granholm, secretaria de Energía de Estados Unidos.

¿Qué es la fusión nuclear y en qué se diferencia de la fisión?

Concentrar toda la energía de 192 láseres de alta potencia en una zona muy pequeña. Esta es la explicación corta y sencilla. La técnica es bastante más compleja. La fisión nuclear consiste en dividir un núcleo pesado en dos fragmentos y la gracia está en que la masa inicial respecto a la suma de los fragmentos finales es distinta. El resto se ha convertido en energía. La fusión es otra cosa bien distinta y casi el proceso inverso.  Unir núcleos muy ligeros entre sí dando como resultado otros más pesados, pero también mucho más estables. Luego el resultado es parecido. La masa inicial de los que se fusionan es mayor que la masa final de esa unión y el resto es…

Cuando será una realidad y otras preguntas sobre fusión nuclear
Cuando será una realidad y otras preguntas sobre fusión nuclear – La mañana de Andalucía de Canal Sur radio (15 de diciembre de 2022).

¿Cómo se ha logrado por primera vez?

La fusión se produce a temperaturas y presiones tan altas que son increíblemente difíciles de controlar. Así, los átomos de hidrógeno se presionan entre sí con tal fuerza que se combinan en helio y provocan la liberación de enormes cantidades de energía y calor. El proceso se realiza en una cápsula esférica en miniatura, menor que un grano de pimienta, en la que se concentra una enorme cantidad de calor. El resultado es un entorno de plasma sobrecalentado en el que la reacción genera aproximadamente 1,5 veces más energía que la contenida en la luz utilizada.

¿Por qué se dice que es la energía del sol en la tierra?

Porque es el mismo procedimiento que utiliza el sol para producir energía. Exactamente igual, aunque allí se consigue de forma natural. Es decir, confinando la materia que contiene en su interior y sometiéndola a una enorme temperatura. Lo que llevaría a otra interesante pregunta:

¿De dónde sacan las estrellas tal cantidad de calor?

Simplemente de la enorme masa que contienen. Tan sencillo como que al disminuir el volumen aumenta la temperatura. Así una masa enorme de materia interestelar se va contrayendo y a la vez calentando hasta que alcanza la de ignición del plasma y ahí es cuando se libera una gran cantidad de energía. Esto mismo es lo que se ha logrado en el Laboratorio Lawrence Livermore de Estados Unidos y en otros de todo el mundo. Eso sí, tiene sus problemas.

¿Cómo se lleva este avance a una aplicación práctica en una central?

No es tan sencillo. La teoría está ahí, pero la dificultad reside en que aún no se sabe la forma en que la temperatura y la radiación pueden afectar a los materiales. Trabajar con neutrones tiene la complicación de que activan radiactividad. De este modo hasta que no se conozca con mucha más profundidad sus efectos sobre las estructuras y el reactor no se podrá construir uno para que se pueda producir energía a gran escala y de forma comercial.

Cuando será una realidad y otras preguntas sobre fusión nuclear
Cuando será una realidad y otras preguntas sobre fusión nuclear – La mañana de Andalucía de Canal Sur radio (15 de diciembre de 2022).

¿Cuándo será una realidad la fusión nuclear?

De momento, todo lo que se ha realizado son experimentos y eso hay que tenerlo en cuenta. Este es un avance significativo, pero no es cierto que ya se hayan superado todas las barreras de esta tecnología. Todavía queda mucho camino que recorrer. Falso que ya sea una solución real a los problemas energéticos. Faltan décadas de trabajo e investigación. El paso fundamental sería el de construir un reactor que mantenga de forma estable la producción de una cierta cantidad de electricidad y, además, que se pueda conectar a la red. Algo que se podría dar entre 2040 y 2050. Solo después podría venir la fase de comercialización y eso serían 10 años más.

¿Por qué se dice que es una fuente limpia, inagotable y barata de energía? Y otras preguntas sobre fusión nuclear.

Limpia porque si llegara a sustituir a todos los combustibles fósiles se dejaría de emitir CO2.  Por tanto, los efectos sobre el cambio climático se verían minimizados. Eso si es que para ese momento ya no es irreversible. Nadie lo sabe con certeza. Tampoco se conoce el precio de los materiales y de construir las centrales. Impredecible. Lo que sí se sabe es el del combustible. Barato porque el hidrógeno es uno de los elementos más comunes en la tierra. Deuterio del agua del mar y en cuanto al tritio también es inagotable y relativamente fácil de obtener.

Importante porque el coste del combustible en las centrales nucleares tan solo supone el 6% de todos los recursos económicos necesarios para su funcionamiento. Todo lo contrario que en las de ciclo combinado en las que el gas natural puede llegar a suponer hasta el 70% del precio final. Por tanto, es cierto que la fusión será barata al menos en lo que se refiere a la materia prima. En realidad, es lo de menos. Lo de más será la tecnología, investigación ingeniería, seguridad y custodia de los materiales… que es lo que realmente encarece a la energía nuclear.

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