El Gobierno de Estados Unidos confirmó este martes que sus científicos han logrado una fusión nuclear con ganancia neta de energía, lo que posibilita una producción de energía más barata, limpia e ilimitada. "Esto es solo el comienzo", dijo la secretaria de Energía de EEUU, Jennifer Granholm, en una rueda de prensa.

El logro anunciado este martes fue obtenido hace una semana en un laboratorio de California serviría, de ser viable, para responder a la demanda energética, aunque todavía queda un largo camino por recorrer.

Investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) consiguieron el pasado 5 de diciembre en el National Ignition Facility (NIF) la primera demostración de la ignición por fusión en un dispositivo de laboratorio. La ignición por fusión, uno de los desafíos científicos más ambiciosos, es el punto en el que una reacción de fusión nuclear produce energía como para ser autosuficiente. Simula la producción de energía en el Sol y es considerada la clave para obtener energía limpia e inagotable.

En los años 60 del siglo XX, científicos pioneros de Livermoore dirigidos por John Nuckolls plantearon la hipótesis de que los rayos láser podrían ser utilizados para conseguir una ignición por fusión, que sólo ahora ha sido conseguida por primera vez.

Para desarrollar el proyecto durante los últimos 60 años, LLNL construyó una serie de sistemas láser cada vez más potentes, lo que condujo a la creación de NIF. Ubicado en Livermore, California, es del tamaño de un estadio deportivo y utiliza potentes rayos láser para crear temperaturas y presiones como las que se encuentran en los núcleos de estrellas y planetas gigantes, y dentro de las armas nucleares que explotan.

Energía de fusión inercial

El experimento de LLNL superó el umbral de fusión al entregar 2,05 megajulios (MJ) de energía al objetivo, lo que resultó en 3,15 MJ de producción de energía de fusión, demostrando por primera vez una base científica fundamental para la energía de fusión inercial (IFE).

La subsecretaria de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear (NNSA, en inglés), Jill Hruby, afirmó en la comparecencia ante los medios que, para conseguir esta hazaña, los científicos dirigieron 192 láseres contra un objetivo del tamaño de una palomita de maíz, en concreto a una cápsula con deuterón y tritón, a unos 3 millones de grados Celsius. De esta manera, "simularon de forma breve las condiciones de una estrella y lograron la ignición", apuntó Hruby.

No obstante, la directora del laboratorio de California, Kim Budil, matizó que todavía hay "obstáculos significativos, no solo científicos sino tecnológicos" a la hora de tener fines comerciales. "Esto ha sido solo una cápsula que ha ardido una vez y para tener energía de fusión comercial se necesitan muchas cápsulas para lograr producir varios eventos de ignición de fusión por minuto", detalló Budil.

En ese sentido, calculó que se tardarán aún "unas pocas décadas" con un esfuerzo concertado de inversión y esfuerzos para poder construir una planta eléctrica que funcione con fusión nuclear.

Por su parte, el viceadministrador de la NNSA para Programas de Defensa, Marvin Adams, recordó que la fusión es una "proceso esencial en las armas nucleares modernas y que tiene potencial para crear energía limpia en abundancia". Aseguró que este hallazgo permitirá experimentos de laboratorio que ayudarán a los programas de NNSA de disuasión de armas, "sin pruebas nucleares explosivas".

¿Qué es la fusión nuclear?

La fusión nuclear consiste en una reacción en la que dos núcleos de átomos ligeros se unen para formar otro más pesado, al tiempo que se liberan enormes cantidades de energía. A diferencia de la fisión nuclear, que se emplea para generar electricidad en todo el mundo, la fusión no origina residuos nucleares de larga duración.

Lo que científicos del Gobierno de EEUU han hecho en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California ha sido lograr por primera vez una ganancia neta de energía (diferencia entre la energía gastada y la obtenida) en una reacción de fusión. Es decir, que se ha producido más energía que la empleada en la reacción nuclear.

Análisis de expertos

El profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Alberta (Canadá) Robert Fedosejevs, que ha trabajado en el desarrollo de sistemas de láser para la investigación de la fusión, explicó a EFE que se ha logrado un "equilibrio científico, con más energía producida que la que se ha necesitado". En concreto, siguió, "las reacciones de fusión que se han estudiado combinan isótopos ligeros de hidrógeno para crear helio y liberar un millón de veces más energía por reacción que en una reacción química normal".

Esto -agregó- permite alimentar centrales eléctricas de gigavatios con solo unos pocos metros cúbicos de combustible por año. Fedosejevs recordó que la gesta para obtener energía de fusión de manera controlada llevará décadas, ya que lo que se pretende es recrear en la Tierra las condiciones existentes dentro del sol y las estrellas y esto requiere de grandes esfuerzos científicos y de ingeniería.

Por su parte, el profesor de Ingeniería Nuclear David Hammer, de la Universidad Cornell (Nueva York, EEUU), dijo a EFE que el proyecto de NIF genera energía a través de lo que se denomina "fusión termonuclear inercial", que en la práctica ha significado que los científicos estadounidenses han disparado bolitas de combustible de hidrógeno a través de 200 láseres para crear 50 explosiones por segundo.

No es una planta nuclear

Pero todavía queda camino por andar porque NIF no es una planta nuclear, puntualizó Hammer. "Todavía falta que una empresa quiera traer esta tecnología al mercado eléctrico para transformar NIF en un sistema diseñado para la producción de energía neta", afirmó.

Fedosejevs anticipó que el siguiente paso será aumentar el rendimiento de las reacciones de fusión para generar energía no solo para hacer funcionar el reactor, sino también para suministrar energía eléctrica neta a la red general. "El camino a seguir requerirá de tremendos esfuerzos científicos y de ingeniería para lograr el objetivo de un sistema de reactor que funcione, pero ahora sabemos por primera vez que la generación de energía de fusión neta de manera controlada es factible, lo que da una gran esperanza para esta energía futura", reflexionó.

Un largo camino por delante

En medio de una crisis energética global y la lucha frente al cambio climático estas son buenas noticias, pese a todo lo que queda por delante, a su juicio.

En ese sentido, Hammer calcula que todavía quedan diez años o más antes de que los hallazgos científicos en el ámbito de la fusión, incluido este, puedan proporcionar electricidad a la red de los países, aunque admitió que es posible que contribuyan a reducir el uso de combustibles fósiles.

Como Fedosejevs resumió, "la fusión de energía es el Santo Grial de la producción energética", dado que parte de los elementos que utiliza son abundantes, como el deuterón que se encuentra en todos los océanos y el litio, con lo que se podría suministrar energía a todo el mundo durante miles de años.

Además, "el segundo isótopo de hidrógeno que se requiere en la reacción de fusión es el tritón, que puede fabricarse a partir del litio en las mismas plantas de fusión, por lo que la energía de este tipo estaría disponible gratis a todas las naciones del mundo tan pronto como se desarrolle una fuente de energía de fiar", comentó el experto.

En consecuencia, auguró, habría "un suministro ilimitado de energía libre de gases de efecto invernadero para el futuro, que solucionaría la crisis climática".