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La moneda fundamental de nuestro Universo es la energía. Ilumina nuestros hogares, desarrolla nuestra comida, alimenta nuestras computadoras. La podemos obtener de muchas maneras: quemando combustibles fósiles, dividiendo átomos o mediante luz solar en placas fotovoltaicas.
Pero todo tiene una contrapartida: los combustibles fósiles son extremadamente tóxicos; los residuos nucleares son, bien, residuos nucleares; y aún no hay suficientes baterías para almacenar luz solar para los días nublados. Pese a ello, el sol parece tener virtualmente energía ilimitada gratis. ¿Hay alguna manera de construir un sol en la tierra? ¿Podríamos embotellar una estrella?
El Sol brilla por la fusión nuclear
El Sol brilla por la fusión nuclear
En pocas palabras, la fusión es un proceso termonuclear lo que significa que los ingredientes tienen que estar super calientes, tan calientes que los electrones se separen de los átomos y se forme un plasma en el que los núcleos y los electrones se muevan libremente. Como todos los núcleos tienen una carga positiva, se repelen entre sí.
Para superar esta repulsión, las partículas deben ir muy rápido. En este contexto muy rápido significa muy caliente, aproximadamente 14 millones de grados Celsius. Para alcanzar estas temperaturas las estrellas hacen trampa. Son tan grandes, que la presión en su interior genera el calor para comprimir los núcleos, hasta que se funden y fusionan. Crea núcleos más pesados y generan energía en el proceso.
Es esta energía liberada, a la que los científicos quieren dominar en una central eléctrica de nueva generación. "El reactor de fusión". En la tierra no es posible utilizar este método de fuerza bruta, para conseguir la fusión. De modo que, si queremos construir un reactor que genera energía por fusión necesitamos ser más listos.
Ahora hay dos formas de conseguir plasma lo suficientemente caliente, como para fusionarse:
Ahora hay dos formas de conseguir plasma lo suficientemente caliente, como para fusionarse:
En el primer tipo, el reactor de confinamiento magnético, usa un campo magnético que comprime el plasma en una cámara con forma de Donut, donde se producen las reacciones. Estos reactores de confinamiento magnético como el Reactor Experimental Termonuclear Internacional de Francia, utilizan electroimanes superconductores que se enfrían con hielo líquido a unos grados por encima del cero absoluto. Creando unos gradientes de temperatura de los mayores del universo conocido.
En el segundo tipo, el reactor de confinamiento inercial, calienta la superficie de una bolita de combustible con pulsos de láseres súper potentes, con los que el combustible implosiona y se vuelve tan denso y caliente que fusiona. De hecho, uno de los láseres más potentes del mundo se utiliza para realizar experimentos de fusión en las instalaciones del Centro Nacional de Ignición de los Estados Unidos.
Estos experimentos y otros similares en todo el mundo, actualmente son solo experimentos
Estos experimentos y otros similares en todo el mundo, actualmente son solo experimentos
Los científicos siguen desarrollando la tecnología y aunque se ha conseguido la fusión, la energía usada en los experimentos de momento es mayor que la producida. La tecnología tiene que avanzar mucho antes de ser viable comercialmente y quizás nunca lo sea. Podría ser imposible construir un reactor de fusión viable en la tierra.
Pero si se consigue será tan eficiente, que con un simple vaso de agua marina se producirá tanta energía, como quemando un barril de petróleo pero sin desperdicios. Es debido a que los reactores de fusión, usan hidrógeno o helio como combustible, y el agua de mar está llena de hidrógeno.
Pero no vale cualquier hidrógeno, para conseguir las reacciones adecuadas se necesitan unos isótopos específicos que se llaman Deuterio y Tritio y tienen neutrones extra. El Deuterio es estable y hay una abundancia en el agua del mar, pero el Tritio tiene un truco, es radioactivo y puede que en el mundo sólo haya 20 kilos. La mayoría en cabezas nucleares, por lo que es increíblemente caro.
De modo que nos haría falta otro compañero de fusión para el Deuterio
De modo que nos haría falta otro compañero de fusión para el Deuterio
El Helio-3 es un isótopo de helio y podría ser un gran sustituto. Desgraciadamente también es muy raro en la Tierra. Pero puede que la respuesta esté en la Luna. Durante miles de millones de años, el viento solar pudo haber construido enormes depósitos de Helio-3 en la luna.
En lugar de producirlo, podemos extraerlo. Si se consiguiera tamizar el polvo lunar, para separar el Helio, se tendría suficiente combustible para todo el planeta durante miles de años. ¡Otro argumento más, para establecer una base lunar, por si quedaba alguien por convencer!
¿Parece un poco peligroso construir un mini sol?
¿Parece un poco peligroso construir un mini sol?
NO, en realidad sería más seguro que muchos otros tipos de centrales. Un reactor de fusión, no es una planta nuclear que puede derretirse catastróficamente. En el caso de que el confinamiento fallara, el plasma se expandirá y enfriará, por ende la reacción se detendría. Sencillamente no es una bomba.
Las fugas de combustible radioactivo como el Tritio podrían ser una amenaza si llegaran a combinarse con oxígeno y formaran agua radioactiva, algo peligroso en el caso de verterse al medio ambiente. Afortunadamente sólo se usan unos pocos gramos de Tritio por mes. De modo que una fuga se diluiría muy pronto.
En resumen...
En resumen...
¡Bien! Acabamos de decir que podemos obtener energía prácticamente ilimitada sin perjudicar el entorno con algo tan sencillo como el agua. ¿Dónde está el truco? ¡En el costo! Simplemente no sabemos si la energía de fusión se podría comercializar. Aunque consiguiera funcionar, sería demasiado cara, para llegar a construir una central.
El principal contratiempo es que se trata de tecnología sin probar, es una apuesta de 10 mil millones de dólares y ese dinero puede emplearse mejor en otras energías limpias ya probadas. ¿Debemos abandonar y dejar de incurrir en gastos? o quizás, dado que el resultado es energía limpia e ilimitada para todos, ¿merece la pena el riesgo?
REFERENCIAS:Adrienne Vogt, Mike Hayes, Ella Nilsen y Elise Hammond (13 de diciembre de 2022). "13 de diciembre de 2022, funcionarios estadounidenses anuncian un gran avance en la fusión nuclear" . CNN _ Consultado el 25 de enero de 2023 .Chang, Kenneth (13 de diciembre de 2022). "Los científicos logran un gran avance en la fusión nuclear con la explosión de 192 láseres: el avance de los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore se aprovechará para desarrollar aún más la investigación de la energía de fusión". El New York Times . Consultado el 25 de enero de 2023 ."El Laboratorio Nacional del DOE hace historia al lograr la ignición por fusión". Departamento de Energía deEE.UU. 13 de diciembre de 2022. Consultado el 25 de enero de 2023 . Nieto, M. M. S. (2001). Procesos de ignición en fusión por confinamiento inercial (Vol. 112). Univ de Castilla La Mancha.Rodrigo, A. R. (1977). Energía por fusión nuclear.
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