¿Qué es la fusión nuclear y por qué es la promesa de la energía infinita en la Tierra?
Un experimento de fusión nuclear en EE. UU. ha logrado generar más energía de la que gasta en el proceso. Te explicamos por qué los físicos están tan emocionados con esta hazaña histórica.
Este martes 13, el Departamento de Energía de Estados Unidos informó que un grupo de científicos ha conseguido la primera fusión nuclear autosostenible en la historia, una hazaña que nos acerca más a la promesa de gozar de una energía limpia, sustentable e infinita.
En concreto, el experimento de fusión nuclear del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) de California logró generar más energía que el total utilizado para el proceso, generando por primera vez después de varios intentos una “ganancia de energía neta”.
¿Pero qué es la fusión nuclear y cómo se diferencia con la fisión? ¿Es un proceso contaminante o peligroso? ¿Cuándo tendremos disponible esta energía infinita para su uso comercial? Conoce todos los detalles en esta nota.
¿Qué diferencia hay entre la fusión y la fisión?
La fusión y la fisión son reacciones físicas que producen cantidades masivas de energía a partir de los átomos; sin embargo, los procesos de ambas así como la duración de la energía que genera son muy distintas.
La fusión nuclear es la fuente de energía principal de las estrellas. Consiste en unir núcleos de elementos ligeros como el hidrógeno, el deuterio o el tritio para formar núcleos más pesados, como el helio. ¿Cuánta energía se liberaría en ese proceso? Un gramo de hidrógeno, por ejemplo, podría producir tanta energía como ocho toneladas de petróleo.
Las reacciones de fusión ocurren únicamente a altísimas temperaturas (en el orden de millones de grados Celsius), momento en que la materia que se usa como combustible se convierte en plasma. Esta es la razón por la cual los reactores de este tipo también son conocidos como los ‘soles artificiales’ en la Tierra.
La fusión nuclear es la fuente principal de energía de las estrellas. Esta es la razón por la cual los reactores que realizan este proceso son llamados 'soles artificiales'. Foto: LLNL
La fisión nuclear, en cambio, es el proceso contrario a la fusión, ya que separa los núcleos de elementos pesados, como el uranio y el plutonio, en núcleos más ligeros. Es la actividad principal que realizan hoy en día las centrales nucleares.
Si bien la fisión genera gran cantidad de energía como para abastecer de electricidad a una ciudad entera, es cuatro veces menor a la que se libera durante la fusión, informa el Organismo Internacional de Energía Atómica (IAEA).
¿La fusión nuclear genera residuos tóxicos?
A diferencia de la fisión, que deja residuos radioactivos que tardan millones de años en descomponerse, el principal remanente de las reacciones de fusión es el helio, un elemento totalmente inofensivo para el medio ambiente.
Si bien durante las reacciones se liberan unos cuantos neutrones que chocan contra las paredes del reactor, la contaminación de dicha infraestructura puede durar desde una década hasta un siglo, poco a comparación de los desechos radioactivos.
Los científicos del LNLL apuntan con láseres a una cápsula de oro que contiene deuterio y tritio para producir la fusión nuclear. Imagen: referencial / LNLL
¿Los reactores de fusión son peligrosos?
No. Los reactores de fusión son completamente seguros, ya que no hay reacción en cadena: si hay una falla, la temperatura disminuye inmediatamente de forma natural y el proceso se detiene.
En ese sentido, sería físicamente imposible que sucedan catástrofes similares a las de las centrales nucleares de Chérnobil o Fukushima.
¿Qué faltaría para utilizar esta energía?
De momento, los reactores de fusión nuclear no pueden ser comerciales, ya que todavía no se logra mantener la reacción por largos periodos, como ocurre en la mayoría de estos experimentos.
Esto, sin embargo, podría cambiar con el proyecto internacional ITER, que se está construyendo en Francia para 2028. Se trata de un reactor de fusión nuclear planeado para generar una ganancia 10 veces más potente que la alcanzada por el reactor National Ignition Facility (NIF), y que funcionará por periodos largos.
El plasma viaja dentro del reactor de fusión EAST, el "sol artificial chino". Imagen: difusión
Mientras que los experimentos como el NIF se basan en la fusión por confinamiento inercial, el ITER y otros ‘soles artificiales’ usan el confinamiento magnético, que tiene un mayor potencial para escalarse como una planta comercial que suministre electricidad a las ciudades.
