Desde los primeros experimentos realizados en los años cincuenta, ha sido un desafío replicar en nuestro planeta la energía de las estrellas. Hoy, científicos e ingenieros siguen trabajando para alcanzar una meta: emitir esta energía prácticamente ilimitada. A lo largo de los años han diseñado y construido una amplia gama de dispositivos experimentales, como el tokamak, el estelarator y las tecnologías basadas en láser.
La fusión nuclear es una reacción en la que dos núcleos atómicos ligeros se combinan para formar un solo núcleo, al mismo tiempo que se emiten enormes cantidades de energía. Sin embargo, para lograr una reacción sostenida y controlada de fusión, deben resolverse un sinfín de desafíos técnicos y científicos. El combustible (isótopos del hidrógeno) debe confinarse a una presión intensa y temperaturas extremadamente elevadas, muchas veces más altas que las del núcleo del Sol.
Enfoques diferentes, mismo objetivo
Un nuevo informe dedica cada capítulo a una clase de diseño, y proporciona detalles como su nombre, situación, propietario, organización y país anfitrión, así como una breve descripción de sus objetivos y principales características. También incluye estadísticas sobre publicaciones, financiación y muchos otros datos, con el objetivo de brindar un panorama general de las iniciativas actuales en el ámbito de la fusión.
Los dispositivos más habituales en las investigaciones sobre la fusión son de tipo tokamak o estelarator. Estos se basan en el enfoque del confinamiento magnético: poseen grandes imanes que controlan el movimiento del plasma en el que ocurre la fusión. Según el informe, existen más de 50 tokamaks y una decena de estelarators en operación en el mundo. Asimismo, 35 países participan en el proyecto de construcción del tokamak más grande del planeta, el ITER, ubicado en Francia.
Un segundo enfoque se denomina “inercial”. En él, se emplean láseres de alta potencia (u otros métodos) para calentar y comprimir diminutas cápsulas esféricas que contienen pastillas de combustible. En diciembre del año pasado, la Instalación Nacional de Ignición (NIF) de los Estados Unidos logró un avance importante para el ámbito de la fusión al generar unos 3,15 megajulios (MJ) de energía tras haber empleado 192 láseres que habían inyectado 2,05 MJ. “Este año podemos afirmar que ya hemos alcanzado algunos hitos, como plasmas en condiciones de quemado, la ignición por fusión y la ganancia de una energía mayor a la unidad empleada: una situación que resulta extraordinaria”, explica Omar Hurricane, Científico Jefe del Programa de Fusión por Confinamiento Inercial del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en los Estados Unidos.
En el informe también se describen diseños alternativos; por ejemplo, utilizar haces de iones generados por aceleradores de partículas y hacerlos colisionar entre sí, de forma que la fusión se produzca en el punto en el que colisionan, o intentar emplear combustibles que no estén compuestos por isótopos del hidrógeno (tritio y deuterio), como la fusión protón‑boro 11 (p‑B 11).
Para demostrar que puede producirse electricidad neta a partir de la energía de fusión, cada vez hay más iniciativas de diseño y construcción de centrales de demostración de la fusión (DEMO), que hoy cuentan con inversiones del sector privado. Uno de los capítulos del informe abarca los 12 conceptos de DEMO, que se encuentran en diversas fases de desarrollo y cuya fecha de finalización difiere en diversas partes del mundo, pero tendrá lugar en los próximos 30 años. “Hemos avanzado considerablemente en el estudio de la fusión y sus bases científicas, pero todavía nos queda mucho por hacer antes de que se convierta en una fuente de electricidad en la práctica”, dice el Sr. Barbarino.
