La fusión nuclear recarga pilas

El anuncio de que en la National Ignition Facility se ha producido una reacción de fusión capaz de generar, por primera vez, una ganancia neta de energía es un hecho de gran trascendencia: la energía utilizada ha sido de 1,8 megajulios (MJ), y han obtenido 2,5 MJ. Ahora bien, hay que tener en cuenta que para que funcionen los doscientos láseres que se requieren se necesitan 500 MJ; es este conjunto de láseres los que dirigen los 1,8 MJ hacia unos pellets de tritio del que se obtienen los 2,5 MJ, lo que significa que en realidad se obtiene solamente el 0,5 % de la energía empleada, pero indudablemente es un paso importante hacia el tan deseado objetivo.

Pienso, en este sentido, en la primera pila nuclear en la que se verificó que la fisión del uranio podía producir energía. Fue el 2 de diciembre de 1942, en la denominada “Chicago Pile One”, cuya construcción se había iniciado el 16 de noviembre, cuando el equipo dirigido por Enrico Fermi logró la primera reacción en cadena controlada y autosuficiente de la historia (producía suficiente energía como para mantenerse en funcionamiento). Funcionó cuatro minutos y medio, pero menos de tres años después estallaban las bombas atómicas sobre Japón. Obtener energía en grandes cantidades mediante fusión tardará todavía mucho, décadas, pero el primer paso real ya se ha dado.

En realidad, se obtiene solamente el 0,5 % de la energía empleada, pero indudablemente es un paso importante hacia el tan deseado objetivo

Históricamente, la investigación sobre la fusión comenzó en el campo militar. El 31 de enero de 1950, el presidente Harry Truman anunció que Estados Unidos comenzaría un programa de investigación y desarrollo destinado a producir una bomba basada en la fusión nuclear, una bomba de hidrógeno.

Fruto de la decisión de Truman, en 1951 se crearon en la Universidad de Princeton dos laboratorios dedicados a la fusión: uno, denominado “Matterhorn B” (la B de “bomba”), y el otro, “Matter­horn S” (la S de “Stellator”, la “Máquina de las estrellas”, el nombre con el que se bautizó al instrumento desarrollado para estudiar los plasmas de fusión), que se ocupaba de las reacciones termonucleares controladas.

[Estados Unidos da un paso histórico hacia la energía limpia e ilimitada]

El problema que se planteó es que a las temperaturas en que se produce la fusión, ¿qué contenedor podría almacenar la materia prima (los núcleos de deuterio y de tritio)? Desde luego, no contenedores “materiales”, sino otros cuyas “paredes” son, en realidad, campos magnéticos. En 1968, un grupo soviético consiguió “confinar” en un tokamak – una cámara con forma de toroide y bobinas magnéticas en la que se produce un fuerte campo magnético helicoidal – un plasma (estado de agregación de partículas cargadas eléctricamente) a la temperatura de diez millones de grados centígrados durante un milisegundo (10-3 segundos).

Solamente tras décadas de mejoras fue posible disponer de un tokamak que superase ese resultado: a finales de 1993, en la Universidad de Princeton se logró confinar un plasma de isótopos de hidrógeno a la temperatura de 300 millones de grados centígrados, durante un segundo, para producir diez millones de vatios de potencia; pero este tokamak consumía más energía para calentar y confinar el plasma de la que producía.

En 1986 se estableció un proyecto internacional con el propósito de conseguir una fusión que produjese de manera controlada un saldo positivo de energía: el ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor, o Reactor Termonuclear Experimental Internacional). Constituido por un consorcio integrado por la Unión Europea, Rusia, Estados Unidos, Corea del Sur, China, India y Japón, la sede operativa se encuentra en Cadarache (Francia), y debe entrar en funcionamiento en 2025.

El 5 de septiembre de 2021 el Massachusetts Institute of Technology anunció que en uno de  sus laboratorios se había conseguido poner en funcionamiento un electroimán que producía el campo magnético más grande jamás obtenido en la Tierra. Lo que esto significa para “confinar” el plasma nuclear es evidente. Poco después, el 9 de febrero de 2022, otro gran centro europeo dedicado a la fusión, el Joint European Torus, situado cerca de Oxford (Inglaterra), anunció que había conseguido batir el record que existía desde 1997 (se había conseguido allí mismo) en la obtención de energía mediante fusión, doblándolo: 59 megajulios durante 5 segundos.