31 enero 2023
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Un paso más cerca de la fusión nuclear

Un equipo de científicos consigue generar energía con este método, que podría suponer una fuente inagotable de energía en el futuro

Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California (Estados Unidos) han anunciado un logro sin precedentes en la ciencia: han conseguido generar energía a partir de una reacción de fusión nuclear, un proceso en el que los núcleos de varios átomos se unen para formar otro más pesado y liberan energía.

Este no es el primer experimento de fusión nuclear, pero sí que es el primero que termina con un balance positivo de energía, es decir, que la energía que se ha obtenido durante el proceso es mayor a la que se ha consumido para llevarlo a cabo. 

Esto podría suponer una solución a la crisis energética que están viviendo muchos países, que no tienen fuentes de energía propias y dependen de otros territorios. Además, también podría ser una alternativa a los combustibles fósiles y ayudar a combatir los efectos del cambio climático.

De momento, la cantidad de energía obtenida en este experimento todavía es muy pequeña. Faltan décadas de investigación para perfeccionar el sistema y poder generar energía en grandes cantidades, que sirva para iluminar ciudades o producir en fábricas, por ejemplo. 

El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) es un laboratorio financiado con fondos públicos que pertenece al Departamento de Defensa de Estados Unidos. Se trata de unas instalaciones destinadas a desarrollar tecnología militar y, en ese sentido, el nuevo sistema no solo permitirá conseguir energía limpia en un futuro, sino que también servirá para desarrollar nuevo armamento nuclear.

La noticia también es muy importante porque la fusión nuclear es una fuente de energía inagotable que apenas produce residuos, a diferencia del proceso de fisión nuclear que se utiliza en las centrales nucleares y que genera residuos radioactivos que son muy difíciles de tratar y almacenar.

¿Cómo se consigue la fusión nuclear?

La fusión nuclear es una fuente de energía que se produce de forma natural en las estrellas como el Sol, por ejemplo, y que libera una gran cantidad de energía. Por ese motivo, científicos de todo el mundo hace décadas que investigan cómo reproducir este proceso de forma artificial en un laboratorio.

En el experimento del LLNL se ha utilizado un conjunto de 192 láseres que dirigen la energía hacia un punto concreto, con el objetivo de fusionar los núcleos de diferentes átomos. Este método se llama fusión por confinamiento inercial (FCI): los láseres apuntan hacia una cápsula diminuta, del tamaño de una palomita de maíz, que contiene deuterio y tritio (dos isótopos de hidrógeno).

Los láseres lanzaron 2,05 megajulios de energía y se obtuvieron 3,15 megajulios en el proceso de fusión, lo que supone un resultado positivo. Aun así, también hay que tener en cuenta que se han consumido 300 megajulios para activar los láseres. Ahora, los científicos deben trabajar para mejorar el experimento y obtener un mayor rendimiento de la fusión

La prueba se llevó a cabo en la Instalación Nacional de Ignición (NIF), unas instalaciones del tamaño de un estadio donde se encuentran los láseres más potentes del mundo. El rayo producido por estos láseres reproduce la misma presión y temperatura que hay en el interior de una estrella o de una explosión nuclear, aunque a una escala diminuta.

Los defensores de la fusión nuclear aseguran que se trata de una forma de energía limpia, segura e inagotable, ya que se produce a partir de átomos de hidrógeno, un elemento abundante en todo el planeta.

El proyecto ITER

El Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER) es un experimento científico que intenta reproducir la fusión nuclear a gran escala, con el objetivo de crear una nueva fuente de energía limpia y duradera. 

Las instalaciones se están construyendo en Cadarache, al sur de Francia, pero el ITER cuenta con la participación económica y científica de 35 países: China, India, Japón, Corea del Sur, Rusia, Estados Unidos y la Unión Europea.

A diferencia del experimento de Estados Unidos, el ITER se basa en la fusión por confinamiento magnético (FCM): la fusión nuclear no se consigue mediante láseres sino por la acción de un campo magnético

Para ello se está construyendo un tokamak, un aparato diseñado para contener una fusión nuclear en su interior utilizando la fuerza de campos magnéticos. Durante esta reacción, las temperaturas superan los 150 millones de grados centígrados (imitando las condiciones en el interior de una estrella).

El objetivo del ITER es alargar la reacción de fusión durante un período prolongado (el experimento en el LLNL ha durado solo una partícula de segundo, por ejemplo). Esto permitiría mantener las altas temperaturas y el calor que emanaría sería suficiente para producir energía de forma sostenida (el calor serviría para calentar agua, que produciría vapor y haría girar unas turbinas para generar electricidad).

Hasta ahora, todos los experimentos con tokamak han consumido más energía de la que producen. Sin embargo, los científicos están convencidos de que la fusión nuclear es la energía del futuro.

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