Esta semana saltaba a los titulares de todo el mundo la noticia de que el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, en California, había obtenido el hito histórico en fusión al generar en su reactor del Centro Nacional de Ignición (NIF, por sus siglas en inglés) más energía de la necesidad de liberar la reacción. Algo que acerca a la humanidad un poco más a lograr dominar la energía sostenible y casi ilimitada que ‘enciende’ las estrellas de forma natural, pero que aquí, en la Tierra, aún estamos en proceso de controlar del todo.
El logro ha sido posible gracias a unas instalaciones de diez pisos del tamaño de tres campos de fútbol americano y al trabajo de 60 años. Sin embargo, no es el único proyecto destinado a reproducir la energía que emana de Nuestro Sol a diario y que puede ser la respuesta ante el cambio climático.
Sin duda, por potencialidad y participación internacional, la referencia mundial es el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER, por sus siglas en inglés), un megaproyecto en el que participan los países de la Unión Europea, Japón, Estados Unidos, Corea del Sur, India, Rusia y China.
Todos ellos firmaron en 2006 un acuerdo para crear en Cadarache (Francia) el prototipo de reactor más nunca construido que prueba que, efectivamente, la energía de fusión es una fuente de energía viable. Se diferencia del NIF, sobre todo, en su forma de conseguir apostar recrear las condiciones de presión y temperatura de las estrellas en nuestros laboratorios: mientras que la norteamericana sa base en un system de confinamiento inercial, un método qu’aprovecha los haces de potentes láseres para comprimir los núcleos de deuterio y tritio del interior de una esfera más pequeña que un guisante, el ITER usa enormes y potentes imanes -confinamiento magnético- para controlar en un enorme recipiente con forma de rosquilla el plasma ardiente en el que se genera la fuga de energía ansiada.
Y, con este método, espera hacerlo de forma más efectiva que el NIF: mientras que el experimento de Livermore consigue generar el doble de energía que necesitó la reacción para desencadenarse, ITER prometió aumentar hasta en diez veces esta ganancia. Y no solo eso, sino que su objetivo es alargar el registro hasta los 500 segundos a alta potencia (algo más de 8 minutos) y a los 1.500 a media potencia (25 minutos) el trabajo que el reactor del NIF solo ha mantenido (de momento ) unas billonésimas de segundo. Sin embargo, aún se encuentra al 80% de construcción y los experimentos no comenzarán, al menos, hasta 2028. Punto, pues, de momento, para los del NIF.
la apuesta europea
“Pero no hay rivalidad”, afirmó Eleonora Viezzer, catedrática de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la Universidad de Sevilla. “Nuestro alegramos por ellos; no es un logro de unos pocos, es algo bueno para toda la sociedad”. Viezzer, recientemente reconocido con uno de los Premios de Física que patrocina la Fundación BBVA con la Real Sociedad Española de Física (RSEF), ha trabajado con varios de los principales reactores experimentales que existen, entre ellos, con el Join European Torus (JET), la baza europea para no quedarse rezagada en la búsqueda del ‘santo grial’ de la energía. Y de momento no va nada mal, porque el JET, una suerte de ITER ‘en miniatura’ -en concreto, un modelo tokamak diez veces más pequeño-, consiguió el pasado mes de febrero generar 59 megajulios durante 5 segundos.
Un tiempo que puede parecer nimio, pero que en términos de estudio de la física, est casi como si el plasma estuviese ‘congelado’. Algo que también ha ocurrido un poco con la burocracia que rige a este ‘pequeño’ reactor, que si bien está regido por el consorcio europeo EUROfusion, encuentra en territorio Brexit, concretamente en la ciudad de Culham, cerca de Oxford. “Aún así es algo que está saliendodo a nivel administrativo; con los colegas no miramos quién es de un lugar o de otro, la cooperación científica sigue siendo la misma”, señala Viezzer.
El JET, junto con el NIF, son las únicas instalaciones activas en todo el mundo que operan con deuterio y tritio, los dos isótopos del hidrógeno que son el combustible de las reacciones de fusión. El deuterio es bastante fácil de conseguir: está presente en el agua del mar; sin embargo, el tritio es un elemento más complicado de conseguir: sólo en un futuro se conseguirán las reacciones de fusión en candado que se generan ‘in situ’, de momento es necesario extraerlo del litio.
La fusión nuclear se presenta, así, como una fuente de energía prácticamente ilimitada, limpia y sostenible con el medio ambiente, pues no genera residuos radiactivos de larga duración. A diferencia de la fisión nuclear, en la fusión nuclear, además de producir residuos radiactivos de larga duración, es físicamente imposible que se produzca un episodio similar al de Chernóbil o Fukushima, pero en caso de caída, la reacción se extinguirá por sola.
Otro de los proyectos destacados es SPARC, en las instalaciones del mítico Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). Varias empresas y personalidades (entre ellas, el creador de Microsoft, Bill Gates; y el magnate de Amazon, Jeff Bezos), han apostado tan fuerte por este modelo basado en imanes superconductores de alta temperatura que sus creadores afirman que crearán “el campo magnético más potente jamás creado en la Tierra”. De hecho, están tan seguros que prometen que tendrán un prototipo que podrá recrear le hito del NIF, si bien esta vez en un dispositivo de confinamiento magnético, listo para 2025.
“Es importante señalar que SPARC no es un reactor de producción eléctrica, sino un experimento científico y tecnológico que nuestro ayudante pretenderá optimizar los reactores del futuro, validar nuestros modelos y demostrar que la fusión es posible y prometedora. ”, explicó a ABC Pablo Rodríguez-Fernández, investigador científico del Centro de Ciencia del Plasma y Fusión del MIT en el proyecto SPARC. «Este paso, antes de una planta de producción de energía, es muy importante, ya que los experimentos que hemos realizado a lo largo de los años están aún lejos de los mecanismos físicos que son necesarios en reactores de producción eléctrica, por lo que tener un El paso intermedio, como SPARC e ITER, es fundamental”.
Los ‘soles’ asiáticos
No solo el mundo occidental tiene sus soles artificiales. Asia está muy interesada también en esta nueva energía. Japón -con colaboración europea- va a inaugurar en los próximos meses el JT-60SA. Ubicado en la prefectura de Ibaraki, será de tipo tokamak, al igual que el JET. Pero superará su tamaño, por lo que será el mayor prototipo en su clase hasta que el ITER inaugure.
Por su parte, China tiene varios modelos, si bien el más puntero es el reactor tokamak superconductor avanzado experimental, EAST. Esta máquina que funciona en solitario con deuterio es llevada al límite por los científicos y ha conseguido mantener una temperatura plasma de 120 millones de grados centígrados durante 101 segundos; y alargar hasta los 1.056 segundos (17 minutos) a temperatura más baja: 70 millones de grados Celsius. En la semana de EAST, Corea del Sur ha creado el prototipo KSTAR, que en enero de 2021 fue capaz de alcanzar los 100 millones de grados Celsius durante 20 segundos.
Es importante aclarar que todos estos prototipos son aún experimentos: es decir, de momento ninguno traslada la energía creada a, por ejemplo, la red eléctrica ni son reactores de fusión comerciales. Para eso, tendermos que esperar, como mínimo, hasta la próxima década, según los expertos. “Es difícil estimar cuándo será posible tener la fusión como fuente de energía -señala Rodríguez-Fernández-. Sin embargo, con la financiación privada que está llegando a la fusión y los avances que han ocurrido en los últimos años, creo que alrededor de la segunda mitad de la década del 2030 será cuando veamos los primeros prototipos de generación eléctrica». Viezzer está de acuerdo: “Sin duda, estamos en un momento crucial y muy emocionante en el campo de la fusión. Creo que seremos la generación que veamos despegar esta nueva y prometedora fuente de energía”.
