Lo que realmente significa el anunciado ‘milagro’ de la ignición por fusión nuclear

En la tarde del martes, el mundo de la ciencia se convirtió en protagonista al anunciarse en Estados Unidos un hito histórico: la ignición de la fusión nuclear.

No cabe duda de que, desde el punto de vista científico, es un logro inmenso que permite pasar al siguiente nivel en una investigación que comenzó el siglo pasado, concretamente en la década de los 50. Pero también es cierto que no hablamos de un hallazgo que nos permita tocar con la punta de los dedos la energía ilimitada, como se ha dado a entender.

Que son la fusión nuclear y la ignición por fusión

Actualmente, las centrales nucleares de todo el mundo se basan en el concepto de fisión nuclear, que consiste en separar los núcleos de los átomos para formar núcleos más pequeños y liberar energía en el proceso.

En cambio, en la fusión nuclear el proceso es el contrario: los átomos se combinan o fusionan entre sí para formar un núcleo más grande, liberando también energía. La diferencia principal entre ambas técnicas de producción de energía es que la fusión es mucho más segura, ya que no genera residuos radiactivos.

Además, en dicho proceso no existe la posibilidad de provocar una reacción en cadena descontrolada, ya que la fusión se detiene en cuanto se agota el combustible, algo que sucede en una diminuta fracción de segundo.

El problema de la fusión nuclear es que demanda una cantidad de energía desorbitada, ya que en esencia se trata de replicar lo que ocurre en el Sol. La llamada energía inagotable tiene un precio muy elevado en este sentido.

Ganancia neta de energía

Aquí es donde entra en juego el hito conseguido por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California, y que ha sido anunciado por el director de la Oficina de Política de Ciencia y Tecnología de la Casa Blanca.

En concreto, los científicos han anunciado que, por primera vez, han conseguido la llamada ignición por fusión, que básicamente consiste en producir una ganancia neta de energía durante el proceso de fusión nuclear.

Los estudios de fusión nuclear están siguiendo dos caminos: el confinamiento magnético utilizado por el proyecto ITER y el confinamiento inercial, utilizado por el NIF (National Ignition Instalation) del Laboratorio Livermore.

En este segundo caso, se calienta y comprime deuterio y tritio, dos isótopos del hidrógeno que, al fusionarse, crean un átomo de helio, un neutrón libre y, claro está, una gran cantidad de energía.

En lo que al experimento concreto del NIF respecta, 192 rayos láser inyectan en una bolita de 2 milímetros de diámetro (donde se encuentra el hidrógeno) la energía necesaria para completar la fusión.

Así pues, el pasado 5 de diciembre, los científicos del NIF consiguieron 3,15 megajulios (MJ) de energía tras suministrar 2,05 MJ a través de dichos láseres. Es decir, un 35 % más de energía obtenida con respecto a la empleada.

Los matices necesarios para entender el hito científico

Esto es lo que se ha contado en la mayor parte de los medios, ya que los propios protagonistas del experimento y la Casa Blanca se han encargado de destacar únicamente una parte de la historia. Sin embargo, los expertos inciden en ciertos matices que contribuyen a entender el anuncio de la ignición por fusión en toda su dimensión.

El primero y más importante es que la ganancia neta anunciada, en realidad no es exactamente así. Esta hace referencia únicamente a la energía emitida por los 192 láseres para generar la fusión, pero no hace referencia a la empleada para que dichos láseres produzcan esa energía.

Teniendo en cuenta que un láser de este tipo es altamente ineficiente, y que para generar 2 MJ con ellos hacen falta 300 MJ de energía, Es obvio que aún queda mucho camino para conseguir una verdadera ganancia de energía con la fusión nuclear utilizando la técnica de confinamiento inercial.

Además, como el propio Kim Budil, director del Laboratorio Livermore, reconoció en la rueda de prensa, este hito se ha conseguido «una vez. Para realizar la energía de fusión comercial, tienes que hacer muchas cosas; tienes que ser capaz de producir muchos, muchos eventos de ignición por minuto. Hay obstáculos muy importantes, no sólo en la ciencia sino también en la tecnología».

Cuánto falta para hacer viable la fusión nuclear

«Esto demuestra que se puede hacer. Ese umbral que hemos cruzado nos permite comenzar a trabajar en mejores láseres, láseres más eficientes, en mejores cápsulas de contención, etc», dijo Budil en la tarde del martes.

«Necesitamos que el sector privado entre en el juego. Es realmente importante que haya habido esta increíble cantidad de dólares públicos estadounidenses en este avance, pero todos los pasos que serán necesarios para llevar esto a nivel comercial aún requerirán investigación pública e investigación privada», solicitó ante los medios.

Y es que Budil es plenamente consciente de que aún queda mucho camino por recorrer. La ciencia ya ha demostrado que es posible alcanzar una ganancia de energía 'neta', pero aún tiene que resolver múltiples desafíos técnicos.

Desafíos para que la construcción de centrales nucleares de fusión sea viable, tanto desde el punto de vista técnico como económico. ¿Cuánto falta para ello? Aún algunas décadas de inversión, investigación y desarrollo.

Fotos: Laboratorio Nacional Lawrence Livermore