En fusión nuclear el confinamiento inercial lo tiene (casi) todo por demostrar. El confinamiento magnético es la mejor apuesta

La entrada de la iniciativa privada es lo mejor que le ha pasado a la fusión nuclear. Estas declaraciones de Moisés Weber, doctor en ingeniería industrial e investigador del CIEMAT que actualmente ejerce como Adjunto al Director de IFMIF-DONES España, reflejan con claridad por qué la llegada de las empresas privadas a este sector es una buena noticia: "En mi opinión 2022 será recordado como el año en el que empezó la carrera por la fusión".

"Tengo algunos compañeros que trabajan en estas empresas, y están desarrollando con mucha seriedad tecnologías que debido a su dificultad no funcionaron correctamente cuando se empezó a trabajar en fusión, como, por ejemplo, la tecnología de espejos. Se están recuperando conceptos antiguos que son prometedores, pero que en el pasado se vio que tenían dificultades intrínsecas".

"Además, todas estas empresas están haciendo algo que yo creo que es muy bueno, y que consiste en poner el foco en decir que la energía de fusión es un campo en el que merece la pena invertir. Esto es fundamental. Y estas iniciativas privadas están incrementando el mercado de la fusión, y cuando hay un mercado que crece hay mayor inversión en él, más profesionales trabajando en ello y más continuidad. Todo esto es muy positivo", apunta Moisés.

La otra cara de la iniciativa privada y el estado de la fusión inercial

Las declaraciones de Moisés Weber tienen una base muy sólida. Sin embargo, la entrada de numerosas empresas emergentes en el sector de la fusión nuclear ha propiciado que nos veamos asaltados con una frecuencia inusual por hitos aparentemente fabulosos que, en realidad, "solo" son avances pertinentes y esperables. Muchas de estas empresas disfrazan sus logros, aunque solo sean modestos, de grandes avances con el propósito de atraer la atención. Por esta razón las personas que seguimos el día a día de la fusión nuclear nos vemos obligadas a separar el grano de la paja.

Si nos dejamos llevar por los aparentes hitos que nos han asaltado durante los últimos meses podríamos concluir, y en principio sería razonable, que la fusión nuclear por confinamiento inercial está más avanzada que la modalidad que recurre al confinamiento magnético. Especialmente después de conocer que las primeras pruebas con plasma en ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), que es un reactor experimental de fusión mediante confinamiento magnético, se van a retrasar cerca de una década.

Sin embargo, la realidad es muy diferente. Las entidades públicas y las empresas privadas que trabajan en el ámbito de la fusión nuclear mediante confinamiento inercial han materializado unos pocos hitos importantes durante los últimos años, pero si nos ceñimos a la posibilidad de utilizar la energía de fusión para generar electricidad la tecnología de confinamiento magnético va claramente por delante de la modalidad inercial. A pesar de que ambas están aún muy lejos de llegar al mercado y ser utilizadas en centrales eléctricas con vocación comercial.

El punto de partida de las dos estrategias es exactamente el mismo: la fusión de un núcleo de deuterio y otro de tritio nos permite obtener una gran cantidad de energía. Para conseguir que los núcleos de estos dos elementos venzan su repulsión eléctrica natural y se fusionen la estrategia de confinamiento inercial recurre a una gran cantidad de láseres de alta energía, o bien a un cañón diseñado para lanzar un proyectil de tungsteno con tanta energía que al golpear una cápsula de deuterio tiene la capacidad de desencadenar la fusión de los núcleos de este último isótopo del hidrógeno.

En la primera modalidad, la que recurre a los láseres, el combustible constituido por los núcleos de deuterio y tritio se introduce en un encapsulado de diamante en forma de microbola y se coloca en el interior de una cámara esférica en cuyas paredes de aluminio de 10 cm de espesor están distribuidos nada menos que 192 láseres de alta energía muy sofisticados. Su propósito es concentrar de forma simultánea y abrupta toda su energía en el contenido de la cápsula para que el combustible se caliente, se condense y se comprima de forma súbita, dando lugar así a la fusión de los núcleos de deuterio y tritio.

Sin embargo, la fusión nuclear por confinamiento magnético propone una estrategia muy diferente: confinar el plasma que contiene los núcleos de deuterio y tritio a al menos 150 millones de grados Celsius en el interior de un campo magnético muy intenso. La energía cinética que adquieren los núcleos en estas condiciones es tan alta que algunos de ellos consiguen vencer su repulsión eléctrica natural y fusionarse, liberando una gran cantidad de energía.

Sea como sea, como he mencionado unas líneas más arriba, más allá del ruido que están haciendo las empresas privadas y los organismos públicos involucrados en la fusión mediante confinamiento inercial no debemos pasar por alto que ahora mismo la viabilidad de la fusión por confinamiento magnético para generar electricidad es mayor. Estas declaraciones de Carlos Alejaldre cuando aún era el director general del CIEMAT describen con claridad el escenario en el que nos encontramos:

"Creo que la fusión inercial no va a llegar antes. El confinamiento inercial es muy similar a los explosivos termonucleares, lo que ha provocado que las instituciones que respaldan económicamente esta investigación sean mayoritariamente los departamentos de defensa de los países involucrados en su desarrollo, como Estados Unidos o Francia. Una de sus ventajas fundamentales es que desde un punto de vista tecnológico el confinamiento inercial es más sencillo que el magnético, pero conlleva el desafío de concentrar de forma simétrica la energía de los láseres sobre la diminuta bola de combustible que aglutina el deuterio y el tritio".

"Aun así, el laboratorio Lawrence Livermore parece haber dado con la tecla para obtener buenos resultados. Actualmente están actuando sobre una microbola de combustible cada ocho horas, pero para demostrar la rentabilidad energética del confinamiento inercial es necesario que sean capaces de actuar sobre diez bolas por segundo, y hoy no existe un respaldo tecnológico capaz de hacerlo posible. Sin embargo, en el ámbito del confinamiento magnético este apoyo tecnológico sí está disponible", sostiene Carlos Alejaldre. Nada que añadir.

Imágenes | Laboratorio Nacional Lawrence Livermore

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