Eugenio Schuster: «Se espera que a final de esta década esté operativo en Francia el mayor reactor de fusión nuclear»
SOCIEDAD
Asegura que este proyecto es el «más grande experimento» en este campo
18 dic 2022 . Actualizado a las 05:00 h.La fusión nuclear es una reacción que tiene lugar en el Sol y en todas las estrellas. Durante más de medio siglo, se ha intentado replicarla en el laboratorio, con el objetivo de lograr una fuente de energía limpia e ilimitada. El 5 de diciembre por primera vez científicos estadounidenses de la Instalación Nacional de Ignición del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), en California, consiguieron sostener esta reacción y producir más energía de la que habían invertido, lo que se conoce como ganancia neta. El avance es un hito que sitúa a la Humanidad enfocada hacia un futuro libre de los combustibles fósiles. Eugenio Schuster, profesor de mecánica y director del Laboratorio de Control de Plasmas de la Universidad Lehigh, en Pensilvania, aclara el significado y las implicaciones de este logro.
—¿Por qué es difícil producir más energía de la que se usa en el proceso?
—En una reacción de fusión lo que utilizamos son átomos muy ligeros. El más ligero que tenemos en la Tierra es el hidrógeno. Nos interesan dos isótopos del hidrógeno, el deuterio y el tritio, porque su probabilidad de fusión nuclear es mayor. Tienen distinto número de neutrones, pero el mismo de protones, y esto último hace que se repelan al intentar fusionarlos, como ocurre con las partículas que poseen la misma carga. La única manera de superar esta repulsión es darles suficiente energía cinética, calentándolos a alrededor de 100 millones de grados centígrados. Para alcanzar esa temperatura, necesitamos energía y, hasta ahora, la cantidad que se precisaba para producir la reacción era mayor que la que se obtenía como consecuencia de esta.
—Lo han intentado durante más de 60 años. ¿Por qué se ha tardado tanto?
—Primero, porque es una reacción difícil de producir y es complejo mantener en el tiempo las condiciones necesarias para la fusión. Para tener alguna opción de éxito, necesitamos los isótopos en las condiciones de alta temperatura y densidad que acabo de mencionar. La dificultad está en confinar de forma estable esa mezcla de gas tan caliente, llamada plasma, durante un período de tiempo prolongado o permanente, que es la clave para producir electricidad. Segundo, porque el presupuesto anual para la ciencia de la fusión ha sido muy modesto principalmente porque siempre se ha visto como algo que se tardaría décadas en conseguir.
—Si confinar esa mezcla de gas para producir la fusión es tan complejo, ¿qué se hace?
—Hay diferentes alternativas. La primera se llama confinamiento gravitacional y es lo que ocurre en las estrellas como el Sol, que mantiene todas las partículas confinadas mediante su atracción gravitatoria. Algo así no es posible en la Tierra, porque, incluso si pudiéramos construir un reactor tan grande, generaríamos tanta energía que no seríamos capaces de manejarla. Otro enfoque es el confinamiento magnético, en lo que yo trabajo, que consiste en calentar la mezcla de gases a 100 millones de grados para que se ionice [adquiera carga eléctrica]. Partículas con cargas responden a campos magnéticos. El confinamiento magnético busca construir un recipiente magnético invisible que atraiga el plasma (como un imán) y evite que el gas toque las paredes del interior del reactor, pues si lo hiciera las destruiría. Con el confinamiento inercial, el utilizado en el LLNL, en lugar de calentar el gas, se enfría, para formar minúsculos gránulos congelados de deuterio y tritio. Después, se deposita en ellos una gran cantidad de energía para que su parte exterior se queme y explote y, como consecuencia, su parte interna implosiona y se comprime, dando lugar a la temperatura y densidad necesarias para la fusión.
—¿Qué ventajas tiene la fusión nuclear sobre otros procedimientos para producir energía?
—Es una fuente de energía verde que no genera ningún tipo de contaminación ni gases de efecto invernadero. Es decir, tiene los mismos beneficios que otras energías renovables, como la eólica y la solar, e incluso tiene otras ventajas. Con la fusión nuclear se puede generar una cantidad enorme de energía en un área relativamente pequeña, frente a los extensos terrenos necesarios para poner parques eólicos o paneles solares. Y, lo más importante, da igual si hace sol o está nublado, si es de día o de noche, si hace viento o no. Puedes producir energía veinticuatro horas al día los siete días de la semana durante todo el año. En comparación con la fisión, la que se utiliza en las centrales nucleares, la fusión genera menos desechos radiactivos y de mucha menor actividad. El combustible es abundante. El deuterio se extrae del agua y el tritio, radiactivo y difícil de encontrar en la naturaleza, se genera de litio usando el mismo neutrón que es producido por la reacción de fusión.
—¿Cuáles son sus desventajas?
—Al fin y al cabo, es una reacción nuclear, y eso siempre genera en la sociedad cierto temor a accidentes nucleares y desechos radioactivos. Sin embargo, accidentes nucleares como Chernóbil y Fukushima, que tienen una probabilidad casi cero en reactores de fisión de última tecnología, son literalmente imposibles en reactores de fusión. Por otro lado, en un reactor de fusión generaremos muchos menos desechos radioactivos y, lo más importante, serán de una radioactividad mucho más baja y más corta. La sociedad, como ya se ha logrado en varios países con generación de electricidad mayoritariamente de origen nuclear como Francia y Japón, entenderá los grandes beneficios del uso pacífico de la energía nuclear.
—¿Cuáles son los próximos pasos en la investigación de la fusión nuclear?
—En Francia, varios países (Unión Europea, Estados Unidos, Japón, Rusia, India, China y Corea del Sur) están construyendo un reactor llamado ITER que es el mayor, más caro y más ambicioso experimento en este campo hasta ahora. Se espera que esté operativo a finales de esta década. Su objetivo es demostrar una ganancia de energía de 10, que es lo que estimamos necesario para que la fusión nuclear sea viable y competitiva económicamente.
