FUENTE: FREEPIK

La semana pasada, el laboratorio Lawrence Livermore National Laboratory de California (Estados Unidos), ha anunciado un hito sin precedentes que puede cambiar la historia de la fusión nuclear. Los científicos han logrado, por primera vez en la historia, generar una fuente de energía limpia, casi ilimitada y muy segura gracias a un método que llevan muchos años investigando: la fusión nuclear.

Parecía un logro difícil de conseguir, que nos permitirá dejar atrás la energía nuclear tal y como la conocíamos hasta ahora, cuya peligrosidad ha amenazado al mundo en más de una ocasión. Se trata de un sistema viable que podremos utilizar en el futuro, ya que todavía quedan muchos años de desarrollo e investigación sobre uno de los logros científicos más importantes del siglo XXI.

¿Qué es la fusión nuclear?

La fusión nuclear es un proceso donde varios núcleos de átomos se fusionan formando un núcleo más grande. Los factores que debemos tener en cuenta en este proceso son:

  • Se libera una gran cantidad de energía: Para que nos hagamos una idea de la inmensa cantidad de energía que se puede obtener durante este proceso, estas reacciones únicamente se producen de forma natural en las estrellas. Para que se produzca esta reacción, se necesitan unas temperaturas extremadamente elevadas, que no se pueden obtener en la Tierra.
  • Es un proceso muy complicado de reproducir: Los científicos argumentan que reproducir estas temperaturas en un reactor de fusión de pequeña escala es una tarea casi imposible. La cantidad de energía que tenían que introducir en el reactor para que este proceso se llevara a cabo era mucho más alta que la cantidad de energía que tenían que producir.
  • Es una energía limpia y casi ilimitada: Se trata de una energía que no emite dióxido de carbono (CO2) ni otros gases de efecto invernadero (GEI) a la atmósfera. Otra de sus enormes ventajas es que no genera residuos nucleares, dado que esa situación se produce únicamente con los reactores de fisión nuclear.
FUENTE: PIXABAY

¿Qué similitudes y diferencias hay entre la fisión nuclear y la fusión nuclear?

La fisión nuclear y la fusión nuclear tienen en común que ambas son reacciones nucleares cuyo objetivo es liberar la energía de un átomo. Dicha energía se libera en forma de calor, donde se transfiere a enormes depósitos de agua desde las centrales nucleares para producir vapor de agua a elevadas temperaturas, donde el movimiento de las turbinas permite producir la energía eléctrica que utilizamos. La función principal de un reactor nuclear es transformar la energía nuclear de los átomos en energía térmica.

La diferencia fundamental que existe entre ambas cuestiones radica en que la fisión nuclear consiste en dividir el núcleo de un átomo pesado en dos o más núcleos de menor tamaño, mientras que la fusión nuclear hace referencia a la unión de dos o más núcleos para formar uno más grande.

Uno de los logros más importantes del siglo XXI

Este logro histórico podría cambiar la historia de la humanidad tal y como la conocemos. La fusión nuclear es considerada como el Santo Grial de la energía, dado que es una energía limpia y no hay que quemar combustibles fósiles. La energía que produce genera mucho menos combustible, además de producir residuos menos radioactivos y perjudiciales para el medio ambiente.

Para lograr este hito tan importante de la fusión nuclear, los científicos se han inspirado en los mecanismos de la naturaleza para buscar soluciones a las necesidades de los seres humanos. Este es su objetivo principal, donde un reactor de fusión nuclear imita los fenómenos que se desarrollan en el núcleo de las estrellas.

Los físicos e ingenieros que participan en la fabricación de los reactores de fusión nuclear tienen la misión de emular lo que ocurre en el interior de las estrellas con el objetivo de obtener elevadas cantidades de energía. Sin embargo, surgen varios problemas con este descubrimiento:

  • De momento, no podemos crear una presión gravitacional tan alta como la que ocurre en el interior de las estrellas de forma natural. Por tanto, hay que recurrir a aquellos elementos que son más fáciles de fusionar. Se necesitarían temperaturas de hasta 200 millones de grados Celsius.
  • Hoy en día, los científicos han logrado fusionar dos núcleos de deuterio y tritio, isótopos del hidrógeno. En vez de utilizar protio como hacen las estrellas, utilizan deuterio y tritio porque es más fácil imitar las condiciones necesarias para conseguir la fusión de sus núcleos.

Principales reacciones sobre este logro histórico

Jennifer M. Granholm, secretaria de Energía del Gobierno de Joe Biden, ha descrito este logro de la siguiente manera:

Es uno de los logros científicos más importantes del siglo XXI. Se han podido reproducir las condiciones que crean energía en las estrellas. Este hito nos sitúa un gran paso adelante hacia la posibilidad de una energía de fusión de carbono cero y abundante.Jennifer M. Granholm

Pedro Velarde, director del Instituto de Fusión Nuclear de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), hizo las siguientes declaraciones sobre este logro histórico:

La energía de fusión es una energía mucho más limpia que las energías nucleares de fisión. Además, es un combustible accesible a cualquier país, porque básicamente es agua y los reactores son inherentemente seguros.Pedro Velarde

Eleonora Viezzer, distinguida con el reciente Premio Fundación Princesa de Girona Investigación Científica 2022, comenta lo siguiente:

Los átomos de hidrógeno que caben en un vaso de agua pueden proporcionar una cantidad de energía tan alta que sería suficiente para una familia de cuatro personas durante toda su vida. Nos puede cambiar la vida, y aunque todavía nos queda mucha fase de desarrollo, pero enseñar que funciona y que podemos producir ahora mismo el 150% de la potencia del láser nos hace creer que podemos dar el salto más rápido. Pero claro, sin inversión en la investigación, sin apoyo institucional, no lo vamos a poder conseguir.Eleonora Viezzer

Manuel Cotelo, investigador del Instituto de Fusión Nuclear de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), manifiesta lo siguiente respecto a la gran cantidad de calor que se libera:

Se llegan a densidades de 1000 gramos por centímetro del cúbico, que son 1000 veces la densidad del agua. El calor alcanza temperaturas de 15 millones de grados Kelvin, que son temperaturas altísimas. En esas densidades y temperaturas, el deuterio-tritio es capaz de producir reacciones nucleares de fusión.Manuel Cotelo

¿Veremos algún día funcionar esta fuente de energía tan desorbitada?

La conclusión final que sacamos de este logro histórico es que se puede generar energía limpia de manera desorbitada, es prácticamente ilimitada y es muy segura. Los científicos empezaron a trabajar en la fusión nuclear hace 50 años. A pesar de ello, todavía quedan grandes retos por resolver antes de lograr que salga a la luz un reactor de fusión nuclear comercial. El paso del tiempo nos dirá cómo avanza uno de los logros más importantes que se han realizado durante el siglo XXI.

Fuentes: Redacción Ambientum, RTVE, Cuatro, EL MUNDO, Onda Cero, El Salto, El Periódico de la Energía



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