Hito en el desarrollo de fusión nuclear, la energía del futuro

BBC Mundo, @bbc_ciencia

Última actualización: Jueves, 10 de octubre de 2013


La llaman "el santo grial" de la energía, por ser limpia, más barata e inagotable.
Es la energía por fusión nuclear, proceso en el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado. Esto produce la liberación de una cantidad enorme de energía.

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Este es el mismo proceso de liberación de energía que mantiene vivo al sol y a otras estrellas y los científicos creen que es la energía del futuro, ya que puede alimentar la demanda energética sin la amenaza de proliferación nuclear o daños al medio ambiente.
Sin embargo, uno de los mayores desafíos en la producción de este tipo de energía ha sido la de pasar el denominado punto de equilibrio.
Para ser viable, las plantas de energía de fusión tendrían que producir más energía de la que consumen, un objetivo que ha tenido en vilo a los científicos por casi 50 años. Hasta ahora.
Según información a la que tuvo acceso la BBC, los investigadores del proyecto estadounidense Instalación Nacional de Ignición (NIF, según sus siglas en inglés) han logrado un hito fundamental en el camino hacia la fusión nuclear autosostenida.
El NIF, basado en Livermore, California, utiliza el láser más potente del mundo para calentar y comprimir una pequeña bola de combustible de hidrógeno hasta el punto en el que las reacciones de fusión nuclear se llevan a cabo.
Durante un experimento realizado a finales de septiembre, la cantidad de energía liberada por la reacción de fusión superó por primera vez la cantidad de energía absorbida, en un hecho sin precedentes para cualquier tipo de fusión nuclear a nivel mundial.
"El logro ha sido descrito como el paso más significativo para el desarrollo de la fusión en los últimos años", asegura Paul Rincon, editor de Ciencia de la BBC.
El objetivo oficial del NIF es la "ignición", un paso más allá de lo conseguido ahora, y que se lograría en el el momento en que la fusión nuclear genere tanta energía como la que suministran los láseres.
La diferencia entre la "ignición" y lo conseguido en la actualidad, ocurre por ineficiencias en distintas partes del sistema que hacen que no toda la energía enviada por el láser llegue hasta el combustible.
Medio siglo

El NIF y la fusión nuclear

• 92 rayos láser se enfocan a través de los agujeros de un contenedor de destino llamado hohlraum.
  
• Dentro del hohlraum hay una pequeña pastilla que contiene una sólida mezcla, extremadamente fría, de isótopos de hidrógeno.
  
• Los láseres golpean las paredes del hohlraum, el cual irradia rayos X
  
• Los rayos X descortezan la capa exterior de la pastilla de combustible, calentándola a millones de grados.
  
• Si la compresión del combustible es suficientemente alta y lo suficientemente uniforme, puede resultar la fusión nuclear.
  

Como señala Rincón, durante medio siglo los investigadores habían luchado por lograr la fusión nuclear controlada, logrando sólo decepciones.
Y el NIF se convirtió en la esperanza que proporcionaría a la investigación de la fusión el avance necesario para lograr el objetivo propuesto en septiembre de 2009 de demostrar que la fusión nuclear produciría energía neta antes del 30 de septiembre de 2012.
Sin embargo, problemas técnicos inesperados hicieron que la fecha límite no se cumpliera. La potencia de salida de la fusión fue menor a las predicciones originales de los modelos matemáticos.
Poco después, la instalación de US$ 3.500 millones cambió su enfoque, reduciendo la cantidad de tiempo dedicado a la fusión, versus la investigación para armas nucleares, parte de la misión original del laboratorio.
Sin embargo, los últimos experimentos concuerdan con las predicciones de la producción de energía, lo que proporcionará un impulso positivo a la investigación de ignición del NIF, así como un estímulo a los defensores de la energía de fusión en general, asegura Paul Rincon.
Fusión versus fisión
La fusión nuclear funciona de manera opuesta a la energía nuclear que hoy conocemos.
Esta última se produce a partir de la división de átomos, o fisión.
La fisión ocurre cuando un núcleo pesado se divide en dos o más núcleos pequeños y libera otros fragmentos, como neutrones libres, fotones y partículas alfa y beta.
La fisión implica la desintegración de materia radiactiva, lo que arroja residuos altamente contaminantes, de larga vida y difícil eliminación.
La fusión funciona de manera contraria, haciendo que los átomos se junten y fusionen. En este proceso, el residuo producido es helio, un gas inofensivo y con valor económico.
El NIF es uno de los varios proyectos en todo el mundo destinados a dominar la fusión.
Otro de ellos es el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER, según sus siglas en inglés), una iniciativa de miles de millones de euros que actualmente se encuentra en construcción en Cadarach , Francia.

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Sin embargo, el ITER tendrá un enfoque diferente al de la fusión por láser impulsada por el NIF.
La instalación de Cadarache utilizará campos magnéticos para producir la fusión caliente de combustible, un concepto conocido como confinamiento magnético.

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http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2013/10/131010_ciencia_hito_energia_nuclear_fusion_nif_ch.shtml