Hito histórico: EEUU confirma la primera ganancia de energía mediante fusión nuclear

La secretaria de Energía de Estados Unidos, Jennifer Granholm, ha confirmado lo que era un secreto a voces desde su adelanto en los medios de EEUU: investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California han logrado provocar una fusión nuclear -un proceso similar al que se produce en el Sol- con ganancia energética neta. Por primera vez en la historia, se ha obtenido más energía que la empleada en provocar la reacción, un primer paso definitivo para aprovechar una fuente limpia, barata y prácticamente ilimitada.

"Una gran felicitación para el equipo de Livermore", ha aplaudido Granholm durante la rueda de prensa que ha tenido lugar este martes por la tarde (por la mañana en el país norteamericano) para presentar los resultados. "Pasaremos a los libros de historia", ha afirmado con contundencia.

Jill Hruby, subsecretaria de Seguridad Nuclear, ha resumido la historia del laboratorio. "El lunes fue un momento histórico". 192 láseres convergieron dentro del dispositivo donde se produce la reacción, alcanzando "300 millones de grados Celsius, simulando las condiciones del Sol".

La directora de Livermore, Kim Budil, se ha felicitado por este "logro histórico". Sin embargo, ha apuntado que harán falta algunas décadas "para conseguir una planta de producción de energía por fusión nuclear". Eso sí, ha matizado, no los 60 años -"y miles de personas"- que han hecho falta para llegar hasta este punto.

"Hay grandes barreras, no solo en la ciencia sino sobre todo en la tecnología" para que esta energía llegue a comercializarse. Y esto solo es posible "con un gran compromiso e inversión en ciencia nuclear". Hay que provocar muchas reacciones de fusión antes de que esta tecnología esté a punto, pero la responsable del laboratorio se ha mostrado optimista. "Este ha sido un gran primer paso".

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"Conseguir la realización de energía de fusión nuclear es uno de los grandes desafíos de la humanidad en el siglo XXI. Significa reproducir y controlar a escala terrestre la energía que mantiene vivo al universo", explica Carlos Hidalgo, director del Laboratorio Nacional de Fusión Nuclear (LNF), que forma parte del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat). "Estos resultados son de gran importancia: han conseguido por primera vez en la historia una amplificación de la energía producida por fusión nuclear superior a la unidad".

El exitoso experimento se ha realizado en la National Ignition Facility (IFS), una instalación que dispone de los láseres más potentes del mundo, y mediante la técnica de confinamiento inercial, diseñada para generar las temperaturas necesarias para la fusión nuclear. Tal y cómo el sol utiliza hidrógeno como combustible energético, se preparó una cápsula esférica con sus dos isótopos, deuterio y tritio, de apenas unos milímetros de diámetro y rodeada de una capa protectora. La cápsula fue introducida a continuación en un receptáculo cilíndrico, el hohlraum.

A continuación, la cápsula fue bombardeada por los orificios en ambos extremos del holhraum por 192 láseres en una fracción de segundo, hasta alcanzar una potencia de 2,1 megajulios. En el interior, recubierto de oro como reflectante, la irradiación liberó la capa exterior de la cápsula en forma de plasma supercaliente. El núcleo de deuterio y tritio, sometido a temperaturas superiores a la del sol y a una presión extrema, procedió a realizar la fusión en condiciones de ignición, por lo que la energía obtenida en el proceso fue superior a la invertida. En concreto, se recogieron 2,5 megajulios, una ganancia neta de cerca de un 20%.

Fusión por confinamiento inercial.

Aunque se han generado condiciones de fusión en experimentos precedentes -el reactor JET (Joint European Torus) emplazado en Oxford alcanzó los 59 megajulios este año-, el hito de producir más energía que la invertida es fundamental para avanzar en el desarrollo de la fusión como alternativa. Este proceso no genera residuos radiactivos como ocurre con las reacciones de fisión en las centrales nucleares, ni tampoco produce gases de efecto invernadero. El hidrógeno, además, es un elemento abundante y accesible, y una pequeña cantidad sería teóricamente suficiente como para satisfacer una gran demanda.

El hito de la NIF ha sido fruto de "una actualización minuciosa del sistema experimental, una optimización desde el blanco hasta la potencia de los láseres", explica Hidalgo. Pero el confinamiento inercial no es el único método: el JET europeo usa la tecnología de confinamiento magnético, cuya aplicación práctica estaría más cerca. "Ahora mismo, la integración entre ciencia y tecnología se encuentra muy avanzada para el confinamiento magnético, pero es más emergente para el inercial".

El director del LNF llama a la "prudencia", sin embargo. "Estamos dando pasos de gigante, como confirma el hito científico del NIF. Ha demostrado que nuestro conocimiento de la naturaleza en condiciones extremas es sólido. Pero tener un reactor de fusión nuclear implica integrar muchos elementos. El roadmap europeo plantea la construcción de un reactor DEMO a partir de 2040. Los grandes desafíos, como generar energía práctica a partir de la fusión nuclear, requieren tiempo", concluye.