Logro sin precedentes en la fusión nuclear: científicos producen 69 megajulios de energía en tan solo 5 segundos

Los científicos se han inspirado en el proceso de fusión nuclear que ocurre en nuestra propia estrella, el Sol. Intentan replicar este proceso en la Tierra para generar energía de manera limpia y segura. La fusión nuclear en el Sol ha estado ocurriendo durante miles de millones de años, y los científicos están trabajando arduamente para lograr reproducir ese fenómeno aquí en nuestro planeta.

Este nuevo logro representa un hito significativo en nuestra búsqueda constante de fuentes de energía sustentables y renovables. Nos acerca un paso más hacia el anhelado objetivo de emplear la fusión nuclear como una fuente de energía limpia, segura y prácticamente inagotable.

Los científicos consiguieron producir energía de fusión constante durante 5,2 segundos en una instalación de investigación construida para este fin. El resultado fue una cantidad de energía sin precedentes: unos 69 megajulios.

Todo ocurrió en el Joint European Torus (JET), cerca de Oxford: una de las máquinas de fusión más grandes y potentes del mundo. En la máquina, dos formas de hidrógeno (deuterio y tritio) se calientan fuertemente para que formen un plasma y se fusionen. Así se crea helio y una cantidad considerable de energía.

Inspirado en nuestro sol

Suena bastante ingenioso. Sin embargo, los científicos no pueden afirmar que se les haya ocurrido a ellos. No, lo han copiado. Y eso es de nuestro propio sol. Después de todo, el proceso de fusión nuclear también tiene lugar allí todo el tiempo. Los científicos están encantados de imitarlo aquí en la Tierra. En primer lugar, porque el proceso es muy limpio: no se libera CO₂ ni residuos nucleares; solo se crea helio. Además, en teoría debería ser posible generar enormes cantidades de energía con solo un poco de combustible (deuterio y tritio). Y eso, por supuesto, es música para los oídos de los terrícolas hambrientos de energía.

Pero imitar un proceso que las estrellas llevan miles de millones de años realizando aparentemente sin esfuerzo es en la práctica mucho más complicado de lo que podría pensarse. Para fusionar deuterio y tritio es necesario calentarlos a millones de grados centígrados, creando un plasma. Pero, ¿dónde se puede crear ese plasma? El sol simplemente lo mantiene unido con su propia gravedad, pero aquí en la Tierra eso no es una opción y todavía tenemos que encontrar algún tipo de recipiente para ello. El único problema es que ningún material puede soportar esas temperaturas. Afortunadamente, los científicos han encontrado una solución: un tokamak. Se trata de un dispositivo con forma de donut en cuyo interior el plasma al rojo vivo se mantiene en su sitio (y, lo que es más importante, lejos de las paredes del dispositivo) con la ayuda de fuertes campos magnéticos.

Récord: aún no hay ganancia neta, sino pérdida

Cerca de Oxford se lleva años investigando la fusión nuclear con un tokamak de este tipo. En el proceso se han generado en el pasado cantidades considerables de energía. Así, recientemente los investigadores han conseguido generar 69 megajulios de energía en cinco segundos utilizando solo 0,2 miligramos de combustible. Un nuevo récord.

Las rotundas cifras podrían sugerir que la energía procedente de la fusión nuclear está muy cerca. Pero hay que tener en cuenta que el JET sigue consumiendo más energía para lograr la fusión nuclear que la que se genera durante esta. Y eso, por supuesto, no hace que la máquina sea comercialmente muy interesante. Pero los investigadores tienen la esperanza de que pronto sea posible disponer de energía neta sobrante mediante la fusión nuclear. Solo que eso no es factible con el JET; el reactor es sencillamente demasiado pequeño. Por eso se decidió apagarlo; el último récord debe considerarse, pues, el canto del cisne del JET. El reactor ha sido cerrado y será desmantelado cuidadosamente en las próximas décadas.

Puede parecer que los experimentos sobre fusión nuclear han sido decepcionantes, pero nada más lejos de la realidad. Los científicos creen que con el JET han adquirido los conocimientos y técnicas necesarios para ampliarlos. Por eso se está construyendo un nuevo reactor en Francia: el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER). Este reactor es mucho más grande y, a diferencia del JET, debería ser capaz de producir más energía a través de la fusión nuclear de la que se consume durante la misma. Y acercar así un paso más su aplicación comercial.

“El último experimento de fusión del JET es un canto de cisne apropiado después de todo el trabajo pionero realizado en el marco del proyecto desde 1983”, argumenta el ministro de Energía británico, Andrew Bowie. “Estamos más cerca que nunca de la energía de fusión”. El Dr. Pietro Barabaschi, director general del ITER, está de acuerdo. “A lo largo de su vida, el JET ha tenido un valor notable como precursor del ITER: ya sea en el ensayo de nuevos materiales o en el desarrollo de componentes nuevos e innovadores y, desde luego, en la generación de datos científicos relativos a la fusión de deuterio y tritio (…) La contribución del JET a la investigación y la ingeniería de la fusión es crucial para el futuro desarrollo de la energía de fusión: algo que promete convertirse en una parte segura, baja en carbono y sostenible del futuro suministro energético mundial”.

Más sobre la fusión nuclear

La fusión nuclear es un proceso en el que dos núcleos atómicos se combinan para formar un núcleo más grande, liberando una gran cantidad de energía en el proceso. A diferencia de la fisión nuclear, que implica la división de núcleos pesados, la fusión nuclear aprovecha la energía liberada cuando los núcleos ligeros se fusionan. Este proceso es similar a lo que ocurre en el corazón de las estrellas, incluida nuestra propia estrella, el Sol. La fusión nuclear es considerada una fuente de energía prometedora debido a su potencial para generar grandes cantidades de energía limpia y sostenible.

En las reacciones de fusión nuclear, los núcleos ligeros, como los isotopos de hidrógeno (deuterio y tritio), se calientan a temperaturas extremadamente altas, creando un plasma caliente. Bajo estas condiciones, los núcleos pueden superar la repulsión electrostática y fusionarse, liberando una enorme cantidad de energía en forma de luz y calor.

Uno de los principales desafíos de la fusión nuclear es lograr y mantener las condiciones necesarias para que la fusión ocurra. Las temperaturas extremadamente altas requieren confinamiento del plasma en un espacio limitado y evitar que entre en contacto con las paredes del reactor, ya que esto podría enfriar y colapsar el plasma. Actualmente, los científicos están trabajando en el desarrollo de reactores de fusión avanzados, como el ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), que se encuentra en construcción en Francia. El objetivo final de ITER es demostrar la viabilidad técnica y científica de la fusión nuclear como fuente de energía a gran escala.

Si la fusión nuclear se logra de manera controlada y eficiente, podría proporcionar una fuente de energía prácticamente inagotable, sin emisiones de gases de efecto invernadero y con un potencial mínimo de residuos radiactivos. Esto podría revolucionar la industria energética y ayudar en la transición hacia un futuro más limpio y sostenible.

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