Fusión nuclear, un paso más: liberar más energía que la absorbida por el combustible empleado

Poder fusionar átomos de forma controlada ha sido un anhelo de la ciencia mundial, ya que en el momento que esto se logre, el mundo tendrá una fuente inagotable y limpia de energía, comentó el doctor Gerardo Herrera Corral, físico de partículas del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav).
 
Y quizá ese logro esté un poco más cerca de alcanzarse luego que científicos estadounidenses pudieron fusionar núcleos de deuterio y tritio para formar helio, generando más energía de la que invirtieron en el proceso.
 
El trabajo liderado por Omar Hurricane, del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL por sus siglas en inglés) en California, Estados Unidos, se publicó este miércoles en la revista Nature, como una de las posibles rutas para generar fusión nuclear de forma controlada.
 
Fusión no es lo mismo que fisión, aclaró el miembro de la Academia Mexicana de Ciencias.  Los reactores nucleares como Laguna Verde, en México, o Fukushima, en Japón, funcionan con fisión; es decir, a través de la división de núcleos como el uranio 235.
 
Pero lo que buscan los investigadores desde hace tiempo es la fusión: unir núcleos para emitir calor de forma controlada.
 
Desde hace décadas, físicos nucleares han intentado imitar lo que hace el Sol. “La estrella toma cuatro núcleos de hidrógeno, los junta y forma un núcleo de helio, generando mucho calor en el proceso”, explicó Herrera Corral.
 
El físico añadió que este desarrollo ya se logró una vez, pero se hizo de forma descontrolada. Recordó que ello ocurrió con la bomba de hidrógeno que estallaron  rusos y estadounidenses dos años después de la bomba atómica de Hiroshima y Nagasaki (1945), y lo que se busca es realizarlo de forma controlada en el laboratorio, algo que hasta ahora no se había logrado.
 
De hecho, existen grandes proyectos alrededor de mundo buscando alcanzar este objetivo. Por ejemplo, en Cadarache, Francia, se encuentra el ITER (siglas en inglés de Reactor Termonuclear Experimental Internacional), un esfuerzo internacional que busca demostrar la factibilidad científica y tecnológica de la fusión nuclear.
 
El equipo de Hurricane usó 192 haces de láser muy potentes para ejercer presión sobre un cilindro el cual contenía deuterio y tritio que al calentarse comenzaron a desplazarse dentro del contenedor uno contra el otro rompiendo la barrera que los separaba, logrando la fusión y convirtiéndose en un núcleo de helio.
 
Para lograr la fusión se necesita invertir mucha energía y ahora el éxito del equipo estadounidense radica en que obtuvo más de la que necesitaron para unirlos, lo cual significa un gran avance.
 
“Es algo muy prometedor. Todavía no se resuelve el gran problema, que es el encendido, es decir, que se arranque por sí solo haciendo procesos de fusión, generando por sí solo calor”, explicó Herrera Corral.
 
El hecho de que se haya logrado ya una reacción que dé más energía de la que invirtieron, siguió el físico especialista en partículas elementales, es un gran paso, pues muy probablemente acelerará el proceso de llegar al encendido.
 
“El día que se tenga un reactor de fusión nuclear la historia de la humanidad va a cambiar, porque es una fuente de energía limpia e inagotable. Sería la solución a muchos problemas que enfrenta el hombre hoy en día en materia de medio ambiente y desarrollo sustentable, porque sería el adiós al petróleo, a la contaminación, al encarecimiento, hasta los problemas de agua, pues se tendría una fuente de energía para desalinizar el agua de los mares, por ejemplo”, describió el investigador del Cinvestav.
 
En ese sentido, el resultado alcanzado por  Hurricane y sus colaboradores, aun cuando faltan varios años para que llegar al objetivo final de la fusión nuclear, es considerado altamente prometedor por especialistas de todo el mundo.

«Realmente es emocionante ver cómo de forma sostenida aumenta la contribución a la producción del proceso, aunque queda trabajo por hacer y problemas de física que necesitan ser abordados antes de que lleguemos al final», comenta el primer autor del trabajo, Omar Hurricane. 

Para realizar este experimento se ha empleado el método del confinamiento inercial –a diferencia de otras instituciones, como el ITER, donde se opta por el confinamiento magnético–. En esta técnica los científicos estadounidenses emplean 192 láseres para calentar y comprimir las pequeñas pastillas de combustible, hasta que implosionan.

De esta forma se genera el plasma y la energía, y en esta ocasión el rendimiento de las reacciones ha sido alrededor de diez veces superior al conseguido en otros experimentos anteriores.