Un laboratorio de EEUU consiguió generar un proceso de fusión nuclear que allana el largo camino a la producción de energía limpia e ilimitada, anunciaron representantes del gobierno de Estados Unidos e investigadores del Laboratorio Nacional Federal Lawrence Livermore (LLNL), en California. Hace varios años, la energía limpia e ilimitada a partir de la fusión nuclear se acercó un paso más gracias al Experimental Advanced Superconducting Tokamak (East), diseñado y desarrollado en la China. La fusión nuclear podría ser una fuente casi ilimitada de energía, una alternativa limpia a los reactores nucleares actuales de fisión, que pueden tener graves consecuencias para el medio ambiente debido a accidentes o escapes radiactivos, como se hizo evidente en Chernobil y Fukushima.


Entre las energías limpias se suele considerar a la eólica o a la solar aprovechada por paneles fotovoltaicos, o a la mareomotriz; pero generalmene no a la fusión nuclear, que no hay que confundir con la fisión, porque si bien es la fuente más abundante de energía en el universo, la producida en el interior de las estrellas, no es posible aun lograrla en la Tierra debido a las condiciones físicas extremas para nosotros en que se genera.


Pero el día de la energía limpia e ilimitada a partir de la fusión nuclear se ha acercado un paso más gracias al Experimental Advanced Superconducting Tokamak (East).

Durante cuatro meses de pruebas, el "sol artificial chino" alcanzó una temperatura de plasma de más de 100 millones de grados centígrados, seis veces más caliente que el interior del sol, y una potencia de calefacción de 10 MW. El plasma, o cuarto estado de la materia junto al sólido, el líquido y el gaseoso, es un fluido formado por electrones y iones positivos libres, separados por la elevadísima temperatura.


El East -diseñado y desarrollado por los chinos- está ubicado en el Instituto de Ciencias Físicas Hefei de la Academia de Ciencias de China (Caships) y es una instalación de prueba para realizar operaciones con el objetivo final de producir un reactor de potencia de fusión nuclear práctico.


East es un reactor que consiste en un centro duro metálico con forma de toroide o "dona" que se lleva a un estado de vacío absoluto y luego se inyecta con átomos de hidrógeno. Luego, estos átomos se calientan mediante varios métodos diferentes para crear un plasma que después se comprime utilizando una serie de potentes imanes superconductores.

Imitando el Sol

Con el tiempo, el plasma se calienta y se comprime tanto que las condiciones dentro del reactor imitan a las que se encuentran dentro del Sol, causando que los átomos de hidrógeno se fusionen, liberando enormes cantidades de energía.


La expectativa es construir un reactor donde la reacción de fusión sea autosuficiente, y el reactor genere más energía de la que consume.


East produjo sus elevadísimas temperaturas y densidades durante unos 10 segundos al combinar cuatro métodos de calentamiento diferentes para poner la materia en estado de plasma y alcanzar el proceso de fusión.


El East es una importante herramienta para llegar a mantener temperaturas de electrones de más de 100 millones de grados centígrados durante largos periodos de tiempo; entonces se mejorará el conocimiento sobre cómo desarrollar reactores de fusión nuclear


Energía de fusión

Las estrellas mantienen su brillo gracias a la fusión nuclear, un proceso natural que no genera radiación a diferencia de la fisión usada en los reactores. La fusión es un proceso complejo de transformación de átomos de hidrógeno en helio que se da en el centro del sol y de infinidad de otras estrellas. Es un proceso cósmico al que debemos toda la energía que hay en la Tierra desde que existe y nuestra propia vida.


Después del descubrimiento de la equivalencia entre masa y energía hace más de un siglo se vio la posibilidad de producir energía por medio de la fusión nuclear en el laboratorio.

Si todo el hidrógeno de una estrella como el Sol se transformara en helio y la diferencia de masa se convirtiera en energía, ésta sería suficiente para mantenerla caliente por 10 000 000 000 de años.


La fusión nuclear permite a una estrella brillar durante miles de millones de años y también es causa de la creación de todos los elementos más pesados que constituyen la materia.


Bajo ciertas condiciones, los átomos de hidrógeno se asocian en nubes densas, o protoestrellas, que se empiezan a contraer por la acción de su propia fuerza gravitacional. La contracción continúa hasta que la presión y la temperatura en el centro de la protoestrella son tan elevadas que se inicia un proceso autosostenido de reacciones termonucleares, en las que se combinan núcleos de hidrógeno para formar núcleos de helio. La estrella permanece encendida hasta que se consume la mayor parte del hidrógeno, y entonces se contrae gravitacionalmente otra vez, hasta que su centro se calienta lo suficiente como para que el helio se fusione para formar elementos más pesados. El proceso de agotamiento de los combustibles, y las contracciones, continúa, pasando por varios ciclos, cada uno de menor duración que el anterior.


El Sol se encuentra en la primera etapa de combustión nuclear, aproximadamente a la mitad de su vida. En esta etapa se fusionan cuatro núcleos de hidrógeno para crear un núcleo de helio


La energía que se libera al formarse un núcleo de helio es de unos 25 MeV, que corresponde a la diferencia de masa entre cuatro protones y un núcleo de helio más dos positrones. Esta energía aparece en forma de energía cinética de las partículas del gas y como luz y energía radiante que se difunde hacia la superficie del Sol y escapa al exterior.


La clase de reacciones de fusión que se da en el interior del Sol es muy diferente de las que se utilizan en los plasmas de laboratorio debido a las diferentes condiciones físicas. En el centro del Sol, por las grandes densidades, se dan reacciones todavía imposibles en el laboratorio.

El dato
Un laboratorio de EEUU ha conseguido generar un proceso de fusión nuclear que genera más energía de la empleada para activarlo y allana un largo camino hacia la producción de energía limpia e ilimitada, según representantes del gobierno de Estados Unidos e investigadores del Laboratorio Nacional Federal Lawrence Livermore (LLNL), en California.

En este centro, el pasado 5 de diciembre a la una de la noche, se consiguió, según publican medios internacionales, durante unas milmillonésimas de segundo una ganancia de energía por medio de la fusión nuclear. De los 2,05 megajulios de energía de los láseres que ponen en marcha el proceso, se obtuvieron 3,15 megajulios, ha afirmado Marvin Adams, de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear. Este excedente es superior a la cifra que circuló en los días pasados entre la comunidad científica.
De la Redacción de AIM.