Buenas e impresionantes noticias. Recientemente científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (centro de desarrollo e investigación financiado con fondos federales de Estados Unidos), lograron algo impresionante: una reacción de fusión nuclear que produjo ganancias netas de energía.
Y la información sobre este logro es un tanto complicada pero vamos a intentar explicarla con peras y manzanas para entender por qué es muy importante.
El primer gran paso en fusión nuclear
Debido al calentamiento global y al cambio climático, uno de los principales objetivos mundiales (al menos en papel) es dejar de utilizar combustibles fósiles para transitar a fuentes de energía limpia.
Pero ¿cómo obtener una fuente de energía limpia permanente y rentable? Una de las posibles respuestas a esa complicada pregunta puede ser la fusión nuclear.
¿Qué es la fusión nuclear? Para explicar de qué va pensemos en qué es lo que le da energía al Sol y a otras estrellas en el Universo. La fusión nuclear es una reacción nuclear en la que dos átomos, o más, se fusionan en uno más grande. Este proceso genera una gran cantidad de energía en forma de calor.
Todos los experimentos de fusión nuclear que se han intentado en nuestro planeta utilizan principalmente los isótopos del hidrógeno: deuterio y tritio. Un isótopo es un átomo de un mismo elemento pero que en el núcleo tiene una cantidad diferente de neutrones, lo que le da propiedades distintas.
En el Sol se produce la fusión de núcleos de hidrógeno que forman helio. Esto libera una gran cantidad de energía en forma de radiación electromagnética que llega hasta la Tierra como luz y calor.
Pero para que haya una reacción de fusión se necesitan altas cantidades de energía que permitan que los núcleos de los átomos se aproximen a distancias muy cortas, es decir, que la fuerza de atracción nuclear supere las fuerzas de repulsión electrostática.
Y eso es lo que por años el humano ha intentado lograr: probar la hipótesis (de la década de 1969) de que se pueden usar láseres para inducir la fusión en un entorno de laboratorio. De ahí nació la hipótesis de fusión por confinamiento inercial.
Es decir, imitar al Sol.
Así a grandes rasgos, el confinamiento inercial consiste en conseguir las condiciones necesarias para dar a las partículas el ‘combustible’ necesario para que cuando choquen se pueda producir la reacción nuclear de fusión.
Y no crean que lograr esto fue de ayer para hoy, pasaron más de 60 años de trabajo.
Para poder alcanzar el objetivo, el laboratorio Nacional Lawrence Livermore, ubicado en California, creó el NIF, el sistema láser más grande y energético del mundo.
Nomás para que nos demos una idea, este sistema tiene el tamaño de un estadio deportivo y usa potentes rayos láser para crear temperaturas y presiones que solo podríamos encontrar en los núcleos de estrellas, planetas gigantes o dentro de las armas nucleares que explotan.
Para lograr la ignición por fusión (el punto en el que una reacción de fusión nuclear produce energía de manera eficiente) la energía del láser se convierte en rayos X dentro de un mecanismo específico conocido como hohlraum.
Luego se comprime una cápsula de combustible hasta que implosiona y crea plasma de alta temperatura y presión: las condiciones necesarias.
¿Qué se logró con ello? Se produjo más energía de fusión que la energía láser que se usó para lograrlo.
Esta es una foto de la cámara objetivo de la Instalación Nacional de Ignición que es parte del LLNL. Ahí ocurrió la magia con 192 láseres que entregaron más de 2 millones de julios (una medida de energía, trabajo y calor) de energía ultravioleta a una pequeña pastilla de combustible.
Así se logró la ignición por fusión el 5 de diciembre pasado. La primera en la historia.
¿Y no es lo que sucede en las plantas de energía nuclear?
No. El tipo de reacción nuclear que alimenta los reactores nucleares que producen energía en el mundo desde hace muchos años, y que impulsa la explosión de las armas nucleares, es la fisión nuclear.
La diferencia es que, con la fisión, la energía se crea a partir de la división de átomos. Este tipo de reacción produce desechos radioactivos que necesitan ser almacenados de manera segura y que por supuesto implican riesgos de seguridad.
Como ya lo mencionamos anteriormente, la fusión nuclear se logra uniendo dos átomos o más.
¿Por qué es importante este logro de fusión nuclear?
Para empezar vamos a recordar que esta es la primera vez que científicos logran una reacción de fusión nuclear que produce una ganancia neta de energía, sobrepasando el punto de equilibrio.
El reto entonces es mantenerla lo suficiente como para que se pueda aprovechar: para producir energía eléctrica, sistemas de calefacción, etc.
“Este asombroso avance científico nos coloca en el precipicio de un futuro que ya no depende de los combustibles fósiles, sino que funciona con nueva energía de fusión limpia”, explicó el senador por Nueva York, Charles Schumer.
Y claro, es el primer paso en el camino de la comercialización de la energía de fusión nuclear, pero por algo se empieza.