¿Puede el sol artificial de China causar una catástrofe global?
Dura cada vez más tiempo encendido y llega a los 100 millones de grados para producir energía como las estrellas. ¿Qué tan seguro es y hasta qué punto avanzará?
Ante el actual escenario de calentamiento global, causado por la explotación de combustibles fósiles, los científicos prueban nuevas fuentes de energía limpias y abundantes, entre ellas, la fusión nuclear. Esta reacción, que ocurre naturalmente en el centro de las estrellas, se está investigando en reactores de los países más desarrollados. Uno de ellos es China, que se jacta de su ‘sol artificial’, el cual no para de mostrar avances significativos desde que comenzó a funcionar en 2006.
Dentro del núcleo del Sol, el campo magnético, la aplastante presión y temperatura de 15 millones de °C hacen que los átomos de hidrógeno se fusionen para formar helio y otros elementos más pesados. Esto libera la energía que percibimos como luz y calor.
Aunque puede sonar descabellado, se ha conseguido replicar este proceso con la tecnología actual y los recursos disponibles en la Tierra.
¿Cómo funciona?
El 'sol artificial' chino, llamado oficialmente Tokamak Superconductor Experimental Avanzado (EAST, por sus siglas en inglés), es una estructura metálica con una cámara de vacío interior en forma de rosquilla y un aparato en el centro que crea un poderoso campo magnético.
Reactor EAST de China. Este modelo de reactor se conoce como tokamak. Foto: AFP
Dentro de la rosquilla se inyecta una nube gas compuesta por deuterio y tritio, átomos pesados de hidrógeno.
El gas se carga eléctricamente debido al campo magnético y se convierte en plasma. Aquí, en la Tierra, no es posible replicar la presión del núcleo de una estrella, pero ello se compensa elevando la temperatura del plasma hasta 100 millones de °C, aproximadamente.
A estas temperaturas extremas, el deuterio y tritio comienzan a fusionarse y formar helio. Así, replican la producción energética del Sol.
La elección de deuterio y tritio se debe a que causan mayor ganancia de energía que otras versiones del hidrógeno. Asimismo, el primero se obtiene del agua de mar; mientras que el segundo, más raro en la naturaleza, se puede fabricar a partir de la propia fusión nuclear combinada con litio.
¿Puede causar una catástrofe?
Por su nombre, la fusión nuclear puede ser confundida con la fisión nuclear, la reacción que tiene lugar en las plantas nucleares comerciales.
La fisión nuclear ocurre cuando los átomos pesados, como el uranio, se desintegran en otros más ligeros, lo que produce energía. Sin embargo, si el proceso no es debidamente controlado, las partículas libres pueden seguir impactando átomos y dividiéndolos indefinidamente, creando una reacción en cadena y una posterior explosión. Eso fue lo que sucedió en Chernóbil en 1986.
En cambio, la fusión nuclear no puede producir una reacción en cadena debido a dos factores: usa una cantidad de átomos limitada (1 gramo de deuterio-tritio es suficiente para generar la misma energía que 1 tonelada de carbón) y está contenida por un campo magnético que, en caso de disiparse, dejaría que el plasma se enfríe.
El próximo paso
En los últimos años, el reactor EAST ha batido importantes récords. En 2021, reportó un plasma de 120 millones de °C durante 101 segundos. Y a principios de 2023, una temperatura simular se mantuvo durante 17 minutos, según publicaron en la revista Science Advances.
Si bien los demás experimentos de fusión nuclear también buscan mantener esta reacción durante el mayor tiempo posible, otro objetivo clave es generar más energía de la que consume el reactor (calentamiento externo).
Este hito, denominado ‘ganancia neta de energía’, fue alcanzado recién el año pasado por un experimento de fusión de EE. UU. que usa láseres para calentar una cápsula de plasma. No obstante, este modelo de reactor no tiene el potencial para ser llevado a una escala comercial, como sí lo tienen los ‘soles artificiales’ o tokamaks.
En ese sentido, las esperanzas están puestas en ITER, el tokamak más grande del mundo, actualmente en construcción en el sur de Francia y en el que participan también China, Estados Unidos, Japón, Corea del Sur, la Unión Europea y Rusia.
El reactor de fusión ITER está en construcción. Foto: iter.org
ITER, planeado para comenzar a funcionar en 2035, calentará deuterio y tritio a 150 millones de °C para provocar una fusión que manifieste hasta 10 veces más energía de la que consume el reactor, lo que permitirá mantener un plasma estable y permanente. Será el paso definitivo para comenzar distribuir electricidad a partir de la fuente energética de las estrellas.