Hito en la fusión nuclear: la energía limpia, segura e ilimitada, más cerca

Una fuente de energía limpia, segura e inagotable está más cerca. Quedan muchos desafíos tecnológicos que superar, pero lo que han logrado los científicos del Lawrence Livermore National Laboratory, en California, acerca a la humanidad al “santo grial” de la energía: dominar la fusión nuclear, la reacción que produce energía en el interior del Sol y las demás estrellas. Hasta ahora los experimentos no lograban obtener más energía de la que se empleaba para desencadenar el proceso, pero ahora han conseguido una reacción de fusión capaz de generar una ganancia neta de energía. Hoy lo anunciará oficialmente al mundo el Departamento de Energía de Estados Unidos.

Al contrario que la fisión nuclear, en la que se rompen átomos de materia fisible –como el uranio– para producir energía, que es lo que se hace en las actuales centrales nucleares, en la fusión nuclear se fusionan núcleos de átomos –de elementos ligeros, como el hidrógeno– para lograr ese mismo resultado. Por primera vez en la historia se habría logrado mayor energía como resultado de la fusión que la empleada en ponerla en marcha. Y Estados Unidos ha logrado llevarse el gato al agua en una carrera en la que China, la Unión Europea, Reino Unido, Rusia y otros países –también EE UU está en ese consorcio– ha invertido miles de millones de euros a través del proyecto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), cuyo centro de investigación, con reactor experimental incluido, está en Cadarache, cerca de Marsella (Francia).

Este hito científico, que permitiría prescindir definitivamente de los combustibles fósiles y de la actual energía nuclear de fisión, fue adelantado el domingo por el diario británico “Financial Times”. El periódico financiero explicó que el Laboratorio Nacional Federal Lawrence Livermore, en California, logró una ganancia neta de energía utilizando fusión por confinamiento inercial, que consiste en bombardear plasma de hidrógeno con el láser más grande del mundo.

Falta, al menos, una década

Por su parte, el diario estadounidense “The Washington Post” recordó que faltaría “al menos una década” para el uso comercial de esta tecnología, aunque “es probable que la administración Biden logre su total desarrollo con nuevas inversiones masivas en los próximos años”. Se alcanzaría así “un ‘santo grial’ de energía libre de carbono que los científicos han estado persiguiendo desde la década de 1950”.

Y es que la fusión nuclear es una fuente de energía que lleva décadas investigándose. Hace ahora 15 años, el catedrático de Física Nuclear Manuel Lozano Leyva declaraba, en una entrevista a FARO, que la fusión nuclear “no es una quimera” y hablaba del reactor experimental en Francia: “Si funciona, proporcionará energía ilimitada y limpia por los siglos de los siglos”, vaticinaba.

El ITER en Francia persigue la fusión mediante aceleradores de partículas, mientras que el National Ignicion Facility de California, el que ha realizado con éxito este experimento, emplea la fusión térmica mediante haces de luz láser. En esas instalaciones estadounidenses ya acariciaron este éxito el pasado año: el 8 de agosto de 2021 realizaron un ensayo que logró situarse muy cerca del umbral de ignición, el momento en el que la energía resultante supera a la utilizada para provocar la reacción. Aquel momento "cuasi eureka" ya fue una noticia de alcance internacional.

Varias instituciones científicas europeas, como el Instituto de Física Nuclear Guillermo Velarde (IFN-GV) de la Universidad Politécnica Madrid (UPM), recibieron el pasado miércoles, día 7, la noticia del éxito del centro californiano. Según ha revelado al Science Media Center José Manuel Perlado Martín, presidente del IFN-GV, fue el lunes 5 de diciembre cuando sus colaboradores en el Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) consiguieron en la National Ignition Facility (NIF) de California “una energía neta de 2,5 megajulios con un láser de 2,1 megajulios y, según algunas fuentes, se analiza la posible consecución de hasta 3 megajulios”. “Esto significa que por primera vez en la historia de la física y de la energía un dispositivo de fusión nuclear, a través del método de confinamiento inercial usando un láser, ha conseguido la ignición y ganancia de energía en el laboratorio”, señala Perlado.

Para este profesor emérito de Física Nuclear, con este hito “se demuestra claramente que se conoce el proceso y se supera el límite clave de obtener más energía de la que se usa en la iluminación por el láser del blanco combustible de deuterio y tritio [isótopos del hidrógeno]. Se trata de un enorme paso para creer que efectivamente esta puede ser la fuente de alta densidad de energía masiva y concentrada que necesita la humanidad”. Perlado matiza que “queda aún por recorrer el camino de hacer efectiva esta energía extraída de la unión de los núcleos del hidrógeno. Pero este logro debería significar que la investigación (...) se debe incrementar sustancialmente, a diferencia de lo que ha venido ocurriendo en la Unión Europea”.

Por su parte, el responsable del Laboratorio Nacional de Fusión, Carlos Hidalgo, declaró a SMC que “los resultados experimentales obtenidos en la National Ignition Facility son de gran importancia científica al conseguir por primera vez una amplificación de la energía de fusión nuclear superior a la unidad. Este es un gran hito científico”.

La fusión nuclear es la gran esperanza para acabar con la crisis climática, ya que esta fuente prácticamente ilimitada de energía permitiría continuar con el progreso económico y tecnológico sin emitir más gases de efecto invernadero. Además, a diferencia de la energía de fisión, no genera prácticamente residuos radiactivos.

Por ahora, la cantidad de energía conseguida es modesta. "Es más o menos lo que se necesita para hervir 10 teteras de agua", declaró a la cadena estadounidense CNN Jeremy Chittenden, codirector del Centro de Estudios de Fusión Inercial del Imperial College de Londres. "Para convertir eso en una central eléctrica, necesitamos una mayor ganancia de energía: necesitamos que sea sustancialmente mayor".

Las implicaciones que tendría dominar la energía de fusión nuclear son inmensas, también en el ámbito de la geopolítica. En la citada entrevista con FARO en 2007, el físico Manuel Lozano Leyva decía que “lo más nefasto es el petróleo, depender de Chávez, de Ahmadineyad y de Putin”. Sus palabras, leídas ahora, tras la invasión rusa de Ucrania y la crisis energética que asola a toda Europa, resultan más que proféticas.

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