Los físicos nucleares no dejan de sorprendernos. Hace poco, anunciaron la primera ignición exitosa de un reactor nuclear en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. A raíz de este avance, muchos se cuestionan sí ya es posible crear energía ilimitada y segura a través de la fusión nuclear. 

A nosotros nos gustaría creer que sí, pues es la primera vez que un reactor de fusión genera más energía de la que consume, pero la realidad es otra. Lamentablemente, no estamos ni cerca de esa meta. 

Los expertos aseguran que, si bien la ganancia de energía es un hito importante, no deberíamos interpretar estos resultados como el inicio de una nueva industria energética. Después de todo, para que una reacción de fusión sea útil en la práctica, se necesitan cumplir varios requisitos. 

¿Cómo crear energía útil con la fusión nuclear?

El principal problema técnico al que se enfrentan los reactores de fusión nuclear hoy en día es el plasma. Si esta sustancia no se mantiene a una temperatura de varios millones de grados, no se puede crear una fusión nuclear. Por lo tanto, no basta con encerrar el plasma dentro del reactor para generar energía útil, este debe estar ardiendo continuamente durante períodos prolongados de tiempo.

Además, las decenas de megajulios extraídos durante el proceso de fusión nuclear, que son convertidos en rayos láser y disparados al núcleo del reactor, tendrían que ser significativamente menores que la energía liberada del plasma.

Hasta ahora, ningún reactor de fusión ha logrado cumplir con esos objetivos. La mayoría solo tiene en cuenta la energía del láser que entra o la energía del plasma que sale, no la pérdida de convertir la electricidad en luz. Como prueba de ello tenemos al reactor del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore que solo puede disparar un láser con 2 megajulios de energía en una pequeña pastilla de combustible.

En este sentido, si bien es posible crear algo de energía con ayuda de la fusión nuclear, todavía la energía creada no es útil.

«La ganancia de energía es un hito importante. Pero el reactor en su conjunto no produjo una ganancia neta de energía”.

Ian Lowe, físico y profesor emérito de la Universidad de Griffith en Australia

¿Algún día lograremos ese hito histórico?

Reacciones de fusión nuclear / Créditos: CNN

Hoy en día, podemos dividir a los reactores de fusión en dos grandes categorías. Por un lado, los reactores de confinamiento inercial, que contienen el plasma caliente con láseres o haces de partículas. Y por otro lado, los reactores de confinamiento magnético, que esculpen el plasma para obtener energía. 

Los expertos creen que ninguno de estos modelos puede crear energía útil a través de la fusión nuclear. Esto debido a que los reactores magnéticos se enfocan en mantener el plasma caliente en lugar de crear energía, mientras que los reactores de confinamiento se enfocan en quemar el plasma pero no en mantenerlo.

Además, muchas de las reacciones de fusión nuclear tienen lugar en una diminuta pastilla de combustible. Por lo tanto, la producción de energía dura unas pocas milmillonésimas de segundo y solo puede repetirse cada seis horas. Esto hace que la reacción del plasma sea demasiado ineficaz para fines prácticos.

¿Esto significa que la energía creada por fusión nuclear nunca será útil? 

Reactor de fusión nuclear / Créditos: New Scientist

No, para nada. Si pudieran cambiarse algunos compuestos y técnicas, sería posible crear energía ilimitada con estos reactores de fusión nuclear. Sin embargo, muchos de esos cambios todavía no son posibles. 

Como es el caso del compuesto que utilizan las pastillas de combustible para producir la reacción de fusión. Los físicos han propuesto varios métodos para producir tritio, un subproducto que prácticamente está agotado en la Tierra. Pero los costos se dispararon rápidamente, por lo que tuvieron que descartar sus ideas.

Hay muchos casos similares con otros reactores nucleares. Se estima que los primeros reactores de fusión viables podrían entrar en funcionamiento en 2040. Eso sí, si logran resolverse las disputas políticas y económicas en torno a las energías renovables. 

Así que, todavía no estamos cerca de crear energía útil a través de la fusión nuclear. Pero, sin duda, algún día tendremos este Santo Grial a nuestra disposición. 

Referencias:

Nuclear-fusion lab achieves ‘ignition’: what does it mean? https://doi.org/10.1038/d41586-022-04440-7

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