¿Cómo se consigue la fusión nuclear fuera de una estrella?

Ya os hemos hablado en varias ocasiones de lo importante que es para la humanidad combatir el problema energético. Incluso hemos estudiado la posibilidad de utilizar a Yoda como solución. Una de las más prometedoras fuentes de energía para el futuro resulta sin lugar a dudas la fusión nuclear. Eso también lo hemos contado ya. Pero lo que aún no hemos explicado nunca es cómo funciona la energía nuclear de fusión, cómo se consigue la fusión nuclear a partir de dos átomo; así que vamos a ello.

La fusión nuclear consiste a grandes rasgos en chocar dos átomos de un tipo para conseguir átomos de otro. En el proceso hay una pérdida de masa que, como explica la famosa ecuación de Einstein E = mc2, se transforma en energía. Esta energía es mayor que la que se libera en un la combustión de cualquier otro material si utilizamos los componentes adecuados. En particular se consigue fusión nuclear con la mayor eficiencia si hacemos colisionar dos átomos de Deuterio para obtener uno de Helio.

Cómo lo hace el Sol

El sitio más conocido donde se consigue la fusión nuclear es el interior de las estrellas, así que lo primero que haría cualquier persona un poco inteligente es ver cómo lo consiguen estas. En el interior de las estrellas existen cantidades ingentes de átomos de Deuterio a altas temperaturas y presiones. Estos átomos colisionan entre ellos varias veces a gran velocidad y producen átomos de Helio además de mucha energía. Sencillo, ¿no? Bueno, realmente no es tan sencillo. En realidad las estrellas “hacen trampas”.

Estas “trampas” son fruto de una de las propiedades cuánticas más extrañas que existen: el efecto túnel. De una forma muy simple, el efecto túnel es una propiedad por la cual las partículas tienen una probabilidad de nula de sufrir procesos para los cuales necesitarían más energía en condiciones normales. De esta forma, aunque la probabilidad sea muy pequeña, existen tantos átomos en el centro de una estrella que el efecto es visible y de hecho es así como consigue una estrella la fusión nuclear que la alimenta.

Cómo se consigue la fusión nuclear las personas

Incluso si la tierra estuviera hecha de Deuterio, no tendríamos suficientes átomos para aprovecharnos del efecto túnel, así que nosotros debemos buscar otras vías. Lo importante que aprendemos de las estrellas son los principio básicos: muchas partículas con mucha energía muy juntas. Ya que se consigue la fusión nuclear cuando se chocan átomos a grandes velocidades, que es lo mismo que decir con mucha energía. En la actualidad existen dos corrientes de investigación principales.

La primera de estas es la que más resultados ha dado hasta el momento, el confinamiento láser. Se trata de juntar mucho los átomos utilizando luz como paredes de la “jaula” y allí dentro acelerar las partículas y esperar a que choquen. Esta línea de investigación es la principal en E.E.U.U. y ya se consigue la fusión nuclear con rentabilidad energética, aunque no la suficiente ya que aún no han llegado ni siquiera al 0.1% de eficiencia, muy por debajo de lo que sería rentable comercializar.

La segunda línea de investigación, la europea y asiática, es el confinamiento mediante campos electromagnéticos. Esta consiste en hacer girar las partículas a gran velocidad dentro de una cámara de vacío  y mediante campos magnéticos ir juntándolas cada vez más hasta que se consigue la fusión nuclear. ITER es el principal exponente de esta vía pero no está muy avanzado. La principal ventaja de este método debería ser la capacidad de comercialización una vez se consiga fusionar Deuterio.