La fusión nuclear se confirma como santo grial de la producción de energía limpia e ilimitada

Investigadores del Lawrence Livermore National Laboratory (California) han confirmado la primera ganancia neta de energía de una fusión nuclear: produjo más energía de la que absorbió el combustible para crearla. Algunos aparatos resultaron dañados, pero el resultado puede cambiar la ecuación energética.

(Este artículo se publicó por primera vez el 12 de diciembre y se ha actualizado hoy 13 de diciembre con información oficial sobre el éxito de la fusión nuclear como fuente potencial de energía limpia e ilimitada).

Científicos del gobierno de EE. UU. han confirmado hoy un gran avance en la búsqueda de energía limpia en un laboratorio en California, tal como había anticipado el pasado domingo The Financial Times citando información proporcionada por fuentes conocedoras del experimento. El resultado fue confirmado oficialmente este martes por Kimberly Budil, directora de Lawrence Livermore, en una conferencia de prensa.

La reacción de fusión nuclear, llevada a cabo en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, produjo por primera vez más energía que la absorbida por el funcionamiento del sistema: consiguió 3 megajulios de energía empleando sólo dos, lo que implica el histórico 50% de ganancia, según informó por su partre la directora del laboratorio, Kim Budil.

Tal fue la energía producida en este experimento de fusión que algunos de los equipos de diagnóstico resultaron dañados, informa el diario británico.

Primera confirmación experimental

Desde los años cincuenta del siglo pasado, los científicos han intentado conseguir que la fusión nuclear genere más energía que la que consume al producirla, y este experimento representa la primera confirmación experimental de que esto es posible.

En la fusión nuclear, la energía se libera cuando los núcleos de los átomos se combinan o se fusionan entre sí para formar un núcleo más grande. Así es como el Sol produce energía.

En la fisión nuclear, que es la que usan las centrales nucleares, los núcleos se separan para formar núcleos más pequeños, liberando así energía.

Confirmación desde España

En España, José Manuel Perlado Martín, profesor emérito de Física Nuclear y presidente del Instituto de Física Nuclear Guillermo Velarde (IFN-GV) de la Universidad Politécnica Madrid (UPM), confirmó a SMC que “las primeras noticias que se tuvieron de este experimento se recibieron el día 7 de diciembre 2022 de nuestros colaboradores en el Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) y otros laboratorios europeos y americanos asociados al Instituto de Fusión Nuclear “Guillermo Velarde”.

Según estas informaciones, el día 5 de diciembre de 2022 la National Ignition Facility (NIF) en el LLNL en California (EE. UU.) consiguió una energía neta de 2,5 megajulios con un láser de 2,1 megajulios. Ahora se confirma la 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.

Tecnología controlada

Con los experimentos de enero de este año 2022 (publicados en Nature/Nature Physics el 26 de enero) ya se había conseguido alcanzar 1,3 megajulios con un disparo láser de 1,7 megajulios; pero además se demostraba fehacientemente el mecanismo de propagación de la onda térmica de quemado en el combustible, que da pie a confiar en la obtención de más y más energía en el proceso.

Este hecho, continúa Perlado Martín, fue repetido en el mes de septiembre de 2022 con una energía de 1,2 megajulios.

Ahora 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.

Energía necesaria

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, señala Perlado Martín.

Está claro que queda aún por recorrer el camino de hacer efectiva esta energía extraída de la unión de los núcleos del hidrógeno, añade Perlado Martín.

Pero este logro debería significar que la investigación en los sistemas de iluminación del blanco, fabricación de las cápsulas combustibles, sistemas de la cámara de reacción y materiales adecuados a las condiciones de esta línea de fusión, se deben incrementar sustancialmente, a diferencia de lo que ha venido ocurriendo en la Unión Europea, concluye Perlado Martín.

Plasma de hidrógeno

La reacción se ha producido al bombardear una gota diminuta de plasma de hidrógeno con la luz de 192 láseres en la Instalación Nacional de Ignición del laboratorio. Esta técnica se denomina fusión por confinamiento inercial.

Las reacciones de fusión, a diferencia de las de fisión, no producen carbono ni residuos radiactivos de larga duración, alcanzando efectivamente el santo grial en la producción de energía.

La fusión puede convertirse en una fuente prácticamente inagotable de producción de electricidad, puesto que su combustible son dos isótopos del hidrógeno (deuterio y tritio), que son muy abundantes en la naturaleza por la gran proporción del agua en la superficie terrestre.

Además, no genera residuos radiactivos de forma intrínseca (el resultado de la reacción de fusión es un gas noble, el helio), aunque de forma indirecta puede activar los materiales estructurales de las centrales de fusión, destaca el Foro Nuclear.

Ecuación energética

El ITER (Thermonuclear Experimental Reactor), uno de los proyectos energéticos más ambiciosos del mundo, fundado en 2007 y que cuenta con la colaboración de 35 países (entre ellos España), se había propuesto conseguir el primer dispositivo de fusión en obtener una ganancia neta de energía, así como el primer dispositivo que mantendrá la fusión durante periodos largos de tiempo.

Como todos los datos del Lawrence Livermore National Laboratory se han confirmado queda claro que el ITER, todavía en construcción, ya no será el primero en aprovechar la fusión nuclear para obtener energía limpia.

La ecuación energética puede cambiar en unas pocas décadas con este logro en la fusión nuclear, porque los plazos de tiempo son cruciales para provocar un cambio de tendencia en el calentamiento global antes de que sea demasiado tarde.