Científicos de EE. UU. crean un ‘sol’ en miniatura que genera su propia energía con fusión nuclear

La primera fusión nuclear eficiente de la historia se ha conseguido en un laboratorio del Gobierno de los Estados Unidos, anunciaron altos funcionarios del Departamento de Energía de dicho país este martes 13 de diciembre. El hito se produjo al recrear una especie de sol en miniatura que genera más energía de la que se usó para poner en marcha el experimento.

La fusión nuclear, la fuente de energía de las estrellas, ha sido replicada experimentalmente en las últimas décadas por diversos equipos de investigación en países desarrollados. Sin embargo, ningún intento había logrado producir más energía que el total utilizado para el proceso, una meta conocida como ignición.

Esa ansiada “ganancia neta de energía” es lo que ha conseguido el equipo de científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) de California. Se trata de la primera demostración de una fusión nuclear autosostenible, lo que representa un gran salto hacia el uso de esta fuente de energía limpia, barata, segura y prácticamente ilimitada.

La fusión nuclear dentro de un ‘sol’ en miniatura

El principal referente de este proceso es el Sol. En su núcleo, la descomunal presión y temperatura hace que los átomos de hidrógeno se unan y formen helio, lo cual libera gran cantidad de energía.

El reciente experimento que replicó dicho fenómeno tuvo lugar en la National Ignition Facility (NIF), una instalación del tamaño de tres campos de fútbol perteneciente al LLNL. En este recinto, 192 láseres (los más potentes del mundo) apuntan a un cilindro de oro de menos de dos centímetros de ancho. En el centro de este, se encuentra una cápsula esférica que contiene gas hidrógeno.

Cuando los láseres calientan el cilindro a más de 3 millones de grados Celsius, este emite rayos X que bombardean la cápsula al punto de hacerla implosionar, comprimiendo y calentando el gas a niveles extremos. Así, se logra que los átomos de hidrógeno se fusionen, formen helio y se produzca energía como lo hace nuestra estrella.

Según el reporte oficial, el pasado 5 de diciembre, los láseres aplicaron una cantidad de energía equivalente a 2,05 megajulios (MJ), mientras que el diminuto ‘sol’ liberó 3,15 MJ.

La NIF había repetido el experimento en los últimos 15 años, y aunque los resultados fueron cada vez más prometedores, no habían logrado la ignición. Para la nueva proeza científica, tuvieron que hacer una serie de ajustes e incluso revisar la física detrás del proceso.

“Este es un logro histórico para los investigadores y el personal de la NIF que han dedicado sus carreras a hacer realidad la ignición por fusión, y este hito sin duda generará aún más descubrimientos”, dijo la Secretaria de Energía de EE. UU., Jennifer M. Granholm.

La fuente de energía que necesita la humanidad

A diferencia de la fisión nuclear (dividir átomos para liberar energía), que se realiza en las centrales actuales, la fusión no genera prácticamente nada de residuos radiactivos o contaminantes ni corre el riesgo de producir una reacción en cadena que conlleve una explosión, como sucedió en las plantas de Chernóbil y Fukushima.

En tanto, la materia prima utilizada, isótopos de hidrógeno llamados deuterio y tritio. El primero abunda en el agua del mar; el otro, más raro en la naturaleza, se puede obtener de la misma reacción de fusión. Es por ello que también se le conoce como una fuente de energía relativamente barata e ilimitada.

“Se trata de un enorme paso para creer que efectivamente esta puede ser la fuente de alta densidad de energía masiva y concentrada que necesita la humanidad”, dijo en Science Media Centre José Perlado, presidente del Instituto de Física Nuclear Guillermo Velarde de la Universidad Politécnica de Madrid.

El LNLL destacó en un comunicado que “todavía se necesitan muchos desarrollos científicos y tecnológicos avanzados” para lograr que este método —llamado fusión por confinamiento inercial— sea “simple y asequible para alimentar hogares y negocios”.

“Está claro que queda aún por recorrer el camino de hacer efectiva esta energía”, recalcó Perlado.

No obstante, un método que tiene mejor potencial para producir energía de fusión a gran escala es el confinamiento magnético, que se lleva acabo en los reactores tokamak, conocidos como ‘soles artificiales’. Estos sistemas experimentales funcionan en países como China, Corea del Sur y Reino Unido.

De hecho, el proyecto ITER, que reúne a unos 30 países —incluidos los ya mencionados— construirá un reactor gigantesco en Francia para probar la viabilidad de las plantas de fusión comerciales.