El Espectáculo y la Fusión Nuclear

 

Galde 40, udaberria 2023 primavera. Félix Silvestre.-

Los días 12 y 13 de diciembre de 2022 nos sorprendieron con una noticia impactante: el día 5 de diciembre se había conseguido la fusión termonuclear. El día 12 se difundió una filtración de una noticia del NIF (National Ignition Facility, Instalación Nacional de Ignición), ubicada en el Laboratorio Nacional Federal Lawrence Livermore, en California: al día siguiente se iba a realizar una rueda de prensa en que se anunciaría la noticia de que un experimento de fusión nuclear finalmente había producido más energía de la que se había usado. Y, en efecto, el día 13 se produjo la rueda de prensa donde se anunció que se había conseguido la fusión. En realidad se trataba de la realización de un experimento exitoso, que ya se había intentado hace unos años sin éxito (La versión oficial en inglés de la noticia puede verse aquí: https://lasers.llnl.gov/).

La fusión es una reacción nuclear que consiste en unir núcleos ligeros para dar núcleos más pesados con desprendimiento de energía. La ventaja sobre la fisión es que no genera residuos radiactivos de alta actividad, que no puede dar lugar accidentes como el de Chernobil o Fukushima, sino que como máximo se producirían accidentes en la propia central, sin consecuencias en el exterior, y que el combustible está formado por deuterio, un isótopo del hidrógeno que se obtiene del agua y que resulta virtualmente inagotable, y de tritio, un isótopo radiactivo del hidrógeno que, es necesario fabricar puesto que no existe en la tierra de forma natural. El tritio se generaría en el propio reactor a partir de litio, por lo que este sería el elemento limitante en el reactor.

Para unir núcleos ligeros hay que comunicarles enormes cantidades de energía y en Livermore esto se realiza mediante enormes láseres que apuntan a un diminuto blanco. Por primera vez se ha conseguido realizar el experimento de calentar el blanco de forma lo bastante homogénea e intensa para que implosione y se produzcan en su interior suficientes reacciones de fusión para que generan más energía de la que se le ha inyectado. Es lo que se conoce en el argot de la fusión como “breakeven” o desempate: la producción de más energía de la que se ha suministrado al blanco.

En realidad asistimos a una enorme campaña de comunicación promovida por el NIF con un impacto desproporcionado. El resultado es que se había inyectado una energía de 2 Megajulios y se habían obtenido 3,5 Megajulios (lo que se consume para hervir unos 10 litros de agua), se había conseguido el “breakeven”. El anuncio de la rueda de prensa incluía afirmaciones como que se despejaba el camino hacia la fusión comercial como fuente de energía inagotable. Se afirmaba incluso que el combustible era hidrógeno, que forma parte del agua y, por tanto resultaba inagotable. Además, se dijo, la fusión es limpia, segura y no genera residuos.

Si todo esto es así, ¿por qué preocuparse por el cambio climático o la escasez de fuentes de energía? Nuestros principales problemas estarían resueltos.

El análisis cuidadoso de la noticia no permite tantas alharacas. El experimento requirió el uso de 130 láseres que consumieron unos 300 Megajulios, es decir, casi 100 veces la energía producida por las reacciones de fusión. Por otra parte, esa energía procedente de la fusión se emitió al mundo en forma de calor y no pudo aprovecharse para, por ejemplo, generar electricidad. Y, además, estos láseres tardan una semana en volver a estar listos para disparar, luego no podría repetirse el mismo experimento antes de 7 días. ¿Qué es lo que se había conseguido entonces? ¿Por qué tantas celebraciones?

El resultado del experimento es meritorio: es la primera vez que la fusión por confinamiento inercial, realizada mediante láseres que lanzan una gran potencia sobre un blanco de pocos milímetros, consigue que se produzcan suficientes reacciones de fusión para generar más energía de la que ha llegado al blanco. Y esto requiere una gran capacidad para fabricar el blanco con suficiente precisión y una disposición de los láseres ultrahomogénea, lo que resulta muy difícil dado el enorme tamaño de decenas de metros de cada uno de los láseres. Se trata de un hito científico-técnico en el camino hacia la fusión por confinamiento inercial. Pero no constituye, ni mucho menos, la consecución de la explotación comercial de la fusión. Para esto falta todavía un trabajo enorme científico y tecnológico. Hay que fabricar a suficiente ritmo los blancos hechos de deuterio (el isótopo estable del hidrógeno abundante) y tritio (el isótopo del hidrógeno radiactivo que hay que producir artificialmente). Hay que mejorar enormemente los láseres para que produzcan mucha más energía (cientos de veces más) y a un ritmo miles de veces más rápido. Además, será necesario diseñar un sistema para aprovechar la energía producida, que ahora se pierde en forma de calor.

Hemos asistido por tanto a una enorme campaña propagandística y a la consecución de un hito científico en el largo camino hacia la fusión comercial, para la que todavía faltan grandes desarrollos tecnológicos y algunas décadas.

Existe otra forma de producir la fusión, que es el confinamiento magnético. En ella el plasma, que es la materia que se encuentra ionizada a enormes temperaturas, se confina mediante enormes campos magnéticos. Para esta tecnología, que tiene la ignición al alcance de la mano, también son todavía necesarios nuevos desarrollos tecnológicos y algunas décadas.

Es decir, la fusión comercial va a tardar en estar disponible, si es que algún día lo está, y no juega ningún papel en la actual crisis energética ni en la lucha contra el cambio climático, que es el problema ambiental más acuciante que tiene hoy la humanidad.

Los anuncios desorbitados que se han producido en torno a este hecho meramente científico, tienen el fin de garantizar la enorme financiación necesaria para continuar las investigaciones en fusión, tanto en el camino magnético como en el inercial. Hay que decir, por otra parte, que la fusión por confinamiento inercial tiene financiación de origen militar, puesto que la evolución de los blancos bombardeados por láseres ultrapotentes aporta datos para el diseño de armas termonucleares.

La situación actual es de emergencia climática, lo que implica que todas las medidas disponibles en la actualidad son las que deben implementarse. Las capacidades futuras son eso: futuras, y no juegan hoy ningún papel, aunque quizá puedan hacerlo en el futuro.

Las tecnologías energéticas que pueden jugar algún papel en la lucha contra el cambio climático son las disponibles entre la actualidad y el horizonte de 2030 o 2035. La fusión, bien inercial o magnética, no estará disponible en este horizonte, luego no puede considerarse una alternativa y no debe incluirse en el debate actual. Otra cosa sería que nos dedicáramos a diseñar el modelo energético futuro, de largo plazo. Si hablamos del horizonte 2050, entonces podemos debatir cómo sería sensato satisfacer nuestras necesidades energéticas. Aquí, sin embargo, tenemos el problema de las enormes incertidumbres que se presentan, tales como las otras tecnologías disponibles, los recursos, la población mundial y la organización y estructura social en esas fechas.

Tenemos que ser conscientes de los problemas de hoy y no escuchar cantos de sirena como los que se han producido en torno a la citada noticia de la fusión. Esta campaña de propaganda está destinada a conseguir financiación para la investigación en estas tecnologías que, por otra parte, compiten con los fondos de investigación en fisión, en la que se basan las centrales nucleares actuales.

En la actualidad debemos fijarnos en los desarrollos que de verdad nos permitan pasar de nuestro actual modelo energético a uno más sostenible, limpio y justo. Y debemos tener presente, además, que las tecnologías no lo son todo. Son necesarias otras medidas de gran calado como un cambio de valores sociales y políticos, cambios urbanísticos y en el modelo de transporte, en nuestro ocio, nuestra alimentación,… Y también el fin de las desigualdades internacionales y sociales.

Por supuesto, de nada de esto se dijo en la rueda de prensa del NIF.

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