La fusión nuclear acaba de dar un paso crucial para encumbrarse como la energía del futuro. Científicos del Departamento de Energía de Estados Unidos ha sido el primero en el mundo que ha reproducido con éxito el sistema energético del Sol, y ha dado un paso crucial para convertir a la fusión nuclear en la fuente energética del futuro.
El equipo de investigación responsable de este experimento ha sido capaz de producir una reacción de fusión única en el mundo, un hito importante en la investigación en un ámbito que se lleva desarrollando décadas y al que se han destinado miles de millones.
Qué avance crucial se ha producido en la fusión nuclear
Concretamente, el logro de este equipo de Estados Unidos ha sido de generar una ganancia neta de energía, es decir, que se ha producido más energía que la empleada en su obtención. Algo nunca conseguido hasta ahora, ya que se invertía bastante más energía de la que se generaba.
Esta investigación va a suponer el espaldarazo definitivo a una tecnología que puede proporcionar energía sin límites y a un coste mínimo. Y lo mejor de todo, que a diferencia de las renovables, no depende de condiciones meteorológicas y produce una energía a demanda.
Cómo ha sido este experimento con fusión nuclear
El experimento se ha llevado a cabo en el Laboratorio Nacional Federal Lawrence Livermore, en California, bajo el proceso conocido como fusión por confinamiento inercial, que consiste en bombardear una bola de plasma de hidrógeno con el láser más grande del mundo.
La idea que se persigue no es otra que la de replicar el proceso nuclear que se registra en el Sol y que genera una cantidad de energía descomunal. Con la fusión nuclear no se emiten gases contaminantes, no se producen residuos radiactivos y, según algunos estudios, la capacidad de esta energía es tal, que con tan solo una pequeña taza de este combustible de hidrógeno se podría alimentar una casa durante cientos de años.
Qué es la fusión nuclear
La fusión nuclear es una reacción en la que dos núcleos de átomos se fusionan para formar un núcleo más pesado. Esta reacción libera una enorme cantidad de energía, y se considera una forma potencialmente limpia y segura de producir energía.
La fusión nuclear es diferente de la fisión nuclear, que es la reacción en la que un núcleo de un átomo se divide en dos núcleos más ligeros. La fisión nuclear es la reacción que se produce en las centrales nucleares actuales.
Una de las principales razones por las que se considera que la fusión nuclear podría ser la energía del futuro es que, a diferencia de la fisión nuclear, no produce residuos radiactivos de larga duración. Además, los combustibles utilizados en la fusión nuclear, como el deuterio y el tritio, son abundantes en la Tierra, lo que significa que no hay necesidad de preocuparse por agotar los recursos.
Otra razón por la que la fusión nuclear es atractiva es su potencial para producir energía de forma muy eficiente. Una pequeña cantidad de combustible de fusión puede producir una cantidad de energía equivalente a la producida por una cantidad mucho mayor de combustible fósil.
Cómo se produce energía por fusión nuclear
Para producir energía a partir de la fusión nuclear, se necesitan una alta temperatura y presión. Esto se puede lograr a través del uso de una máquina llamada reactor de fusión.
En el interior del reactor, se crea un plasma de iones, que es un gas de núcleos atómicos calentados hasta altísimas temperaturas. La alta temperatura y presión permiten que los núcleos atómicos se fusionen, liberando energía.
Qué retos tecnológicos hay que superar para que triunfe la fusión nuclear
Actualmente, hay varios retos tecnológicos que se deben superar para producir energía por fusión nuclear de manera eficiente y segura. Algunos de los principales desafíos son:
- Lograr que la reacción de fusión nuclear se mantenga estable y controlada. Esto se puede lograr a través del uso de campos magnéticos para contener el plasma de iones calientes en el interior del reactor.
- Asegurar que el reactor de fusión sea seguro y no tenga riesgos de accidentes. La fusión nuclear produce residuos radiactivos que deben manejarse adecuadamente para evitar el riesgo de radiación.
- Desarrollar materiales resistentes para el reactor de fusión. La alta temperatura y presión del plasma pueden dañar los materiales, por lo que se necesitan materiales especiales que puedan resistir estas condiciones extremas.
- Conseguir una fuente de combustible adecuada para la fusión nuclear. Actualmente se utilizan principalmente el hidrógeno y el helio como combustibles, pero se están investigando otros materiales que puedan ser más eficientes.
- Hacer la fusión nuclear rentable a nivel comercial. Aunque la fusión nuclear es una fuente de energía muy eficiente, todavía se encuentra en etapas tempranas de desarrollo y su producción es costosa. Se necesita investigar y desarrollar tecnologías que permitan hacerla más accesible y asequible.
En qué se parece la fusión nuclear a los procesos energéticos que se producen en el Sol
La fusión nuclear es un proceso muy similar al que ocurre en el interior del Sol. En ambos casos, se producen reacciones de fusión nuclear en las que se fusionan núcleos atómicos para producir un núcleo más pesado. Esto libera una gran cantidad de energía en forma de calor y luz.
Ambos procesos requieren altas temperaturas y presiones para que las reacciones de fusión nuclear se produzcan. En el caso del Sol, estas condiciones se producen de manera natural debido a la enorme cantidad de materiales que hay en su interior. En el caso de la fusión nuclear en la Tierra, se necesitan máquinas especiales llamadas “reactores de fusión” para crear estas condiciones extremas.
La fusión nuclear también tiene algunas diferencias con la energía del Sol. En el Sol, la fusión nuclear se produce de manera continua y se mantiene estable gracias a la enorme gravedad que hay en su interior. En la Tierra, por otro lado, la fusión nuclear todavía se encuentra en etapas tempranas de desarrollo y se necesitan máquinas especiales para controlar y mantener las reacciones de fusión.
Dónde se producirá en España
España, y más concretamente Granada, está llamada a ser uno de los puntos de referencia en el desarrollo de la energía de fusión nuclear, con el proyecto IFMIF-DONES, un acelerador de partículas impulsado por la Universidad de Granada, en el que se ensayará esta tecnología.
