¿Qué es la fusión nuclear y por qué es tan difícil de conseguir?

El Gobierno de Estados Unidos ha confirmado su gran hito científico: la generación de energía limpia de manera ilimitada a partir de la fusión nuclear en un laboratorio de California; un logro que puede servir para responder a la demanda energética, aunque todavía queda un largo camino por andar.

¿Qué es la fusión nuclear?

La fusión nuclear consiste en una reacción en la que dos núcleos de átomos ligeros se unen para formar otro más pesado, al tiempo que se liberan enormes cantidades de energía. A diferencia de la fisión nuclear, que se emplea para generar electricidad en todo el mundo, la fusión no origina residuos nucleares de larga duración.

Lo que científicos del Gobierno de EE.UU. han hecho en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California ha sido lograr por primera vez una ganancia neta de energía (diferencia entre la energía gastada y la obtenida) en una reacción de fusión. Es decir, que se ha producido más energía que la empleada en la reacción nuclear.

El profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Alberta (Canadá) Robert Fedosejevs, que ha trabajado en el desarrollo de sistemas de láser para la investigación de la fusión, explicó a EFE que se ha logrado un "equilibrio científico, con más energía producida que la que se ha necesitado".

En concreto, siguió, "las reacciones de fusión que se han estudiado combinan isótopos ligeros de hidrógeno para crear helio y liberar un millón de veces más energía por reacción que en una reacción química normal".

Esto -agregó- permite alimentar centrales eléctricas de gigavatios con solo unos pocos metros cúbicos de combustible por año.

Fedosejevs recordó que la gesta para obtener energía de fusión de manera controlada llevará décadas, ya que lo que se pretende es recrear en la Tierra las condiciones existentes dentro del sol y las estrellas y esto requiere de grandes esfuerzos científicos y de ingeniería.

“Una meta muy difícil de conseguir”

Por su parte, el profesor de Ingeniería Nuclear David Hammer, de la Universidad Cornell (Nueva York, EE.UU.), dijo a EFE que, cuando arrancó este proyecto hace trece años, los científicos de NIF predijeron que tardarían entre dos o tres años en lograr una ganancia neta de energía utilizando 192 rayos láser.

"Ha demostrado ser una meta muy difícil de conseguir, ha tomado trece años en vez de tres", apuntó el experto, quien subrayó que en los últimos años los equipos de NIF han logrado importantes avances a la hora de entender cómo inducir reacciones de fusión.

"Sus instalaciones operan mejor, sus códigos informáticos cuentan con mejores modelos físicos y sus objetivos son de mejor calidad que los que tenían hace años", enumeró Hammer.

El proyecto de NIF genera energía a través de lo que se denomina "fusión termonuclear inercial", que en la práctica ha significado que los científicos estadounidenses han disparado bolitas de combustible de hidrógeno a través de 200 láseres para crear 50 explosiones por segundo.

Según el Financial Times, la reacción de fusión en el laboratorio de EE.UU. produjo unos 2,5 megajulios de energía, lo que supuso el 120 % de los 2,1 megajulios de energía en los láseres, consiguiendo así la ganancia neta.

"Todavía falta que una empresa quiera traer esta tecnología al mercado eléctrico para transformar NIF en un sistema diseñado para la producción de energía neta", afirmó.

El experto estadounidense apuntó que por lo pronto conoce dos compañías que podrían hacerlo, pero que acaban de empezar.

"Aun así, sin el avance del laboratorio del Gobierno y sin el entusiasmo de compañías 'start-up', nunca podríamos hacer ningún progreso contra el cambio climático", reconoció.

Fedosejevs anticipó que el siguiente paso será aumentar el rendimiento de las reacciones de fusión para generar energía no solo para hacer funcionar el reactor, sino también para suministrar energía eléctrica neta a la red general.

"El camino a seguir requerirá de tremendos esfuerzos científicos y de ingeniería para lograr el objetivo de un sistema de reactor que funcione, pero ahora sabemos por primera vez que la generación de energía de fusión neta de manera controlada es factible, lo que da una gran esperanza para esta energía futura", reflexionó.

En medio de una crisis energética global y la lucha frente al cambio climático estas son buenas noticias, pese a todo lo que queda por delante, a su juicio.

En ese sentido, Hammer calcula que todavía quedan diez años o más antes de que los hallazgos científicos en el ámbito de la fusión, incluido este, puedan proporcionar electricidad a la red de los países, aunque admitió que es posible que contribuyan a reducir el uso de combustibles fósiles.

Como Fedosejevs resumió, "la fusión de energía es el Santo Grial de la producción energética", dado que parte de los elementos que utiliza son abundantes, como el deuterón que se encuentra en todos los océanos y el litio, con lo que se podría suministrar energía a todo el mundo durante miles de años.

Además, "el segundo isótopo de hidrógeno que se requiere en la reacción de fusión es el tritón, que puede fabricarse a partir del litio en las mismas plantas de fusión, por lo que la energía de este tipo estaría disponible gratis a todas las naciones del mundo tan pronto como se desarrolle una fuente de energía de fiar", comentó el experto.

En consecuencia, auguró, habría "un suministro ilimitado de energía libre de gases de efecto invernadero para el futuro, que solucionaría la crisis climática".