La fusión es una tecnología que reproducirá el proceso de generación de energía del Sol, uniendo dos átomos de isótopos de hidrógeno para producir uno de helio y liberar grandes cantidades de energía. Es la energía nuclear sin residuos radiactivos.

Una tecnología de futuro que dio un paso de gigante el pasado diciembre, cuando el Joint European Torus (JET), un proyecto europeo para desarrollar la fusión, consiguió un extraordinario y prometedor récord. Y allí, en Culham, junto a Oxford (Inglaterra), dos científicas españolas han estado en primera línea de los punteros experimentos del tokamak (reactor de fusión nuclear) del JET.

"En el experimento hemos participado muy de cerca cuatro mujeres. Hemos sido yo, con mi compañera Emilia Solano y otras dos mujeres que trabajan en instituciones españolas", explica a D+I Elena de la Luna, jefa de un grupo de trabajo durante la campaña.

Esas otras dos mujeres que cita "son extranjeras, pero se han venido a vivir a España. Una es Eleonora Viezzer [del grupo de Plasma Science and Fusion Technology de la Universidad de Sevilla], que es italiana y la otra, Mervi Mantsinen, es finlandesa y trabaja en el Centro de Supercomputación de Barcelona", puntualiza De la Luna.

Cuatro mujeres 'españolas'

"Desde el punto de vista español, somos cuatro mujeres que han estado muy de cerca, involucradas en estos experimentos", añade De la Luna con evidente orgullo. Las otras tres investigadoras también han desempeñado misiones de coordinación en diferentes experimentos.

Para poner un poco de claridad en la conversación, conviene empezar por describir qué es el JET y por qué uno de sus experimentos ha saltado como noticia. Al menos en medios especializados.

"El JET es un tokamak como ITER [el gran reactor de fusión que se construye en Cadarache, Francia], pero de menor tamaño, en un factor 10". Detalla De la Luna.

"Pero es el tokamak más cercano a ITER, desde ese punto de vista de tamaño y también por diseño", prosigue. "Y es el único tokamak en operación en el mundo donde se puede utilizar tritio [isótopo del hidrógeno]. Esto conlleva cierta complejidad en el manejo del tritio y de seguridad".

Deuterio y tritio

"Lo que hemos hecho ha sido, por primera vez desde 1997, experimentos con deuterio y tritio, que son los isótopos que se utilizarán en un reactor de fusión", concluye la exposición básica.

"Estos [isótopos] al fundirse generan energía y hemos alcanzado un nuevo récord de energía de fusión", señala, entrando en lo excepcional del caso: "Aparte de que sea más elevado en valor [el récord], lo que es muy relevante para la ciencia es que se ha mantenido durante cinco segundos la energía".

"Puede parecer poco cinco segundos. Pero desde el punto de vista de los de los mecanismos físicos que mantienen el plasma tan caliente confinado [a decenas de millones de grados], cinco segundos es un montón, comparado con las escalas de tiempo de esos mecanismos físicos", asegura.

De la Luna precisa que estamos todavía lejos del sueño de la energía barata e inagotable de la fusión. El récord del JET no da todavía suma positiva, es decir generar mayor cantidad de energía de la que se consume en el proceso: "No, todavía no. El jet es una máquina experimental, no tiene la capacidad de calentamiento para para hacerlo. Esto es lo que se pretende conseguir en ITER, cuyo objetivo es meter 50 megavatios y producir 500".

Añade que el éxito del JET "sigue siendo un experimento de laboratorio y lo interesante es que hemos generado condiciones de plasma que van a aparecer en ITER. Estos experimentos permiten a la gente que diseña la operación de ITER entender más lo que está pasando y les ayudan a pensar y preparar los experimentos que ellos harán".

Una campaña de tres años

Elena de la Luna rememora que "el récord se consiguió la última semana. Tardamos un tiempito en averiguar cómo se opera la máquina con deuterio y con tritio".

Es un primer atisbo de lo que puede significar la vida de una científica (aunque, dicho con todo respeto, igual se puede aplicar a un científico), entregada a su pasión: "Empezamos los experimentos en agosto y terminamos en diciembre, en la última semana, el 22 o 23 de diciembre…".

"A nivel personal ha sido un poco costoso, porque te pasas mucho tiempo fuera. Pero, claro, son oportunidades que valoras y escoges. Lo que nos pasa a muchos científicos es que a veces tienes que pasar tiempo fuera si quieres estar más en contacto con cosas…", alega.

El coste, para ella, de esta campaña en el JET, "el laboratorio más grande en el mundo", es haberse pasado tres años y los confinamientos pandémicos en Reino Unido. "Los experimentos se han hecho durante toda la pandemia. O sea, que nos ha costado hacerlos en condiciones muy difíciles".

La preparación empezó en enero de 2019 y para De la Luna, que ha trabajado todo este tiempo como desplazada del Ciemat ("donde acabo de cumplir 30 años", subraya), ha sido un tour de force muy particular.

La soledad del científico

"He pasado allí los últimos tres años. Me he pasado toda la campaña de pandemia en Inglaterra, más sola que la una. Bueno, no es una novedad para gente en mi campo. Era una oportunidad única", dice.

"Fue mi elección y he hecho muy buenos amigos, la verdad, trabajando allí. O sea, que nada. Me encanta", aclara, sin embargo, con entusiasmo.

El relato de su vida está precisamente lleno de entusiasmo, desde que concluyó sus estudios de física en la Universidad Autónoma de Madrid y obtuvo una beca para preparar su tesis doctoral, que debía versar sobre espectroscopía.

Pero como esa materia no le estimulaba tanto, se dejó llevar. Renunció a la beca y optó a una plaza en el laboratorio de fusión. Le hizo la entrevista de trabajo "Joaquín Sánchez, que entonces me contó que aquí trabajábamos en fusión, la fuente de energía alternativa, que era un proyecto muy internacional y a mí aquello me abrió el mundo, porque me pareció que iba dedicar mi trabajo a hacer algo útil".

Hizo su tesis "en instrumentación y en el diseño de un nuevo instrumento de medida que era muy novedoso hasta la fecha y durante la tesis estuve viajando, porque, eso sí, todos los que trabajamos aquí nos hemos movido mucho. Esto es una labor muy internacional".

Un verano de 12 años

"Fui a Princeton, a Japón, a Francia, a Alemania… y me ofrecieron hacer un pequeño proyecto en JET, de instrumentación. Fui allí un verano y me encantó, porque es un laboratorio enorme, muy internacional, muy competitivo. Con muchas ganas de hacer cosas nuevas", continúa su relato vital.

"Me quedé un año y luego me ofrecieron otros cuatro, como responsable de uno de los instrumentos de medida. Me quedé y ya estaba muy enganchada. Estuve allí 12 años en total. Después volví a España y desde aquí he seguido mi contacto con el JET".

Pero eso no supone que fuera directa su incorporación a la reciente tanda de experimentos. "Yo soy muy de la parte experimental y cuando surgió la oportunidad de volver a Inglaterra era una convocatoria abierta, se presenta gente de toda Europa. Me presenté porque pensé estos experimentos me gustarían mucho y me escogieron".

Su papel concreto fue liderar un grupo de trabajo de "siete personas de diferentes laboratorios europeos", encargado de "seleccionar los experimentos que se iban a hacer. Recibíamos las propuestas de todos los laboratorios europeos, los teníamos que seleccionar, coordinar los equipos de investigación asociados a cada experimento y ejecutar los pulsos".

Aunque la campaña de experimentos haya concluido, De la Luna y su grupo siguen trabajando: "Somos responsables de la diseminación de estos datos. Estamos coordinando el análisis, porque lo que ha salido es el pico del iceberg. Ahora se va a empezar a analizar con mucho más detalle y se esperan muchas publicaciones en revistas científicas. Nosotros somos responsables de coordinar hasta la última que se publique".

16 experimentos

Si su papel es "bastante relevante", De la Luna destaca también el de sus otras compañeras que, "como coordinadoras científicas eran responsables de experimentos individuales. Si se acepta una propuesta, se elige una persona o dos, que son responsables de hacer todo lo que hay que hacer para el experimento y ellas tres lo eran".

"En esta campaña teníamos 16 experimentos, cada uno de ellos con un equipo de gente asociada de todos los laboratorios, con diferentes objetivos. Cada uno dedicado a tratar de responder a alguna pregunta de física muy específica", describe. "Había un experimento dedicado a obtener el récord, pero ha habido muchos otros".

De la Luna ofrece muchos detalles: "Por ejemplo, un experimento muy exitoso ha demostrado por primera vez que se puede calentar el plasma utilizando un método que solo se puede aplicar en plasmas donde hay deuterio, tritio y un tercer componente. En este caso es el berilio, presente de forma natural en el plasma. Con estos tres componentes, y utilizando ondas de radiofrecuencia se ha demostrado que se pueden calentar los iones de manera muy eficiente…".

Lo relevante del caso es que "esto sólo se podía hacer en un plasma de deuterio y tritio y es un método propuesto para el ITER. En estos experimentos hemos demostrado que funciona exactamente".

Para profundizar todavía más explica que "el plasma, cuando utiliza deuterio y tritio", se comporta de manera distinta a cuando sólo usa deuterio, "porque la masa del tritio tiene dos neutrones y el deuterio tiene un neutrón. Estos experimentos nos han permitido explorar la física de mix plasmas, que están formados por dos tipos de gas".

Y lo interesante es que "se hicieron predicciones en 2019 con los modelos que existen de transporte, diciendo que si empezamos con un plasma de deuterio y añado tritio, obtendríamos energía para llegar a 10 megavatios de potencia. Estos experimentos han demostrado que las tendencias coinciden con lo que se observa experimentalmente".

Instrumentos de precisión

"No sé si he subido mucho el nivel", se interrumpe por un momento a sí misma, frenando la explicación que el periodista escucha embelesado.

"Estos experimentos han generado una cantidad de datos espectaculares, que nos van a tener ocupados en los próximos 10 años. Además, la tecnología en instrumentación ha mejorado muchísimo y tenemos instrumentos de medida en el JET que son impresionantes".

"Para demostrar que hay reacciones de fusión te basta un detector de neutrones. Para entender la física, no", sentencia.

"Estamos mirando los datos de muchísimos instrumentos, algunos de ellos construidos por gente española… Podemos definir las escalas radiales en centímetros. Podemos medir lo que pasa a la densidad y la temperatura en un centímetro de distancia. Hay un momento en que tienes toda la energía en el centro mientras en el borde del plasma cae a cero…".

Su entusiasmo, como ya esta dicho no cae a cero. Tiene muchas más historias que contar, como la de un tokamak en Japón, con el que mantiene una relación que la lleva a visitarlo anualmente.

Una empresa española, Jema Energy, construyó la base del criostato, una tarea de alta precisión, y en la base colocó "una bandera de España enorme, que pone 'Bienvenido a España'. Y lo han dejado allí desde hace cinco años. Cada vez que voy me toca hacer una foto con todos los jefes".