Durante los últimos cinco años los avances en el ámbito de la fusión nuclear se están sucediendo a buen ritmo. La llegada de la energía de fusión comercial requiere que los físicos y los ingenieros que están involucrados en su desarrollo consigan superar varios retos muy importantes. En otros artículos hemos indagado en ellos, pero en esta ocasión nos interesa reparar en una de las razones por las que resulta tan difícil poner a punto una central eléctrica equipada con un reactor de fusión nuclear.
Las condiciones que necesitamos recrear en la Tierra para que la fusión de los núcleos de deuterio y tritio, que son los dos isótopos del hidrógeno que intervienen en la reacción, tenga lugar de forma espontánea son extraordinariamente exigentes. Esta reacción se produce de forma natural en las estrellas incluso entre elementos químicos mucho más pesados, pero ellas lo tienen mucho más fácil. La gran cantidad de materia que aglutinan provoca que la contracción gravitacional juegue a su favor a la hora de maximizar la cantidad de pares de núcleos que se van a fusionar.
En la Tierra no contamos con la enorme presión de la que disponen las estrellas, por lo que para estimular la fusión natural de los núcleos de deuterio y tritio es necesario que el plasma que los contiene alcance una temperatura de al menos 150 millones de grados Celsius. Como es lógico, sostener en el tiempo estas condiciones es muy difícil, especialmente cuando además es imprescindible lidiar con las turbulencias que se producen en los bordes del plasma o la pérdida de energía, entre otros desafíos. Afortunadamente, hay una reacción nuclear que se postula como una alternativa muy interesante a la fusión nuclear. Y va a hacer mucho ruido.
La transferencia de un solo neutrón tiene un potencial enorme
Un equipo de investigación integrado por científicos que desarrollan su actividad en universidades brasileñas, chinas, estadounidenses e italianas ha llevado a cabo un experimento muy prometedor recurriendo a una reacción nuclear con la que es posible obtener energía. Lo que a priori la hace atractiva es que las condiciones que es necesario recrear para producirla son mucho menos exigentes que las que requiere la fusión nuclear, lo que ya de por sí representa una ventaja importante. En cualquier caso, se trata de una reacción muy diferente a la que he mencionado en varias ocasiones en los primeros párrafos de este artículo.
La reacción de transferencia de un solo neutrón entre los núcleos de litio-6 y bismuto-209 produce una liberación de energía comparable a la de una reacción de fusión completa
Los físicos llevan muchas décadas intentando entender con precisión los mecanismos que intervienen en la transferencia de neutrones entre núcleos que están débilmente ligados. Este es, precisamente, el punto de partida de esta prueba. Los investigadores que he mencionado en el párrafo anterior han ideado un experimento en el que intervienen un núcleo de litio-6 y otro de bismuto-209. Lo que hicieron fue recrear las condiciones adecuadas para que el primer isótopo, el de litio, colisionase con el mucho más pesado isótopo de bismuto, de modo que esta interacción tuvo el resultado esperado: el núcleo de litio-6 transfirió un neutrón al núcleo de bismuto-209.
En este experimento estos físicos emplearon el detector de rayos gamma GALILEO y el detector láser Si 4π EUCLIDES, ambos instalados en el Laboratorio Nacional Legnaro de Padua (Italia), para evaluar la emisión de rayos gamma que desencadena esta reacción nuclear, así como para identificar la producción de partículas cargadas. Lo que descubrieron es apasionante. Y es que la reacción de transferencia de un solo neutrón entre los núcleos de litio-6 y bismuto-209 produce una liberación de energía comparable a la de una reacción de fusión completa. Ni más ni menos.
Esta declaración de los responsables de este experimento describe claramente por qué este hallazgo es importante: "El proceso de transferencia de un neutrón produce un resultado comparable al de la reacción de fusión completa [...] El resultado que hemos obtenido indica que la transferencia de un neutrón interpreta un papel dominante a energías más bajas, superando incluso el resultado de las reacciones de fusión".
Aún es muy pronto para dar por hecho que este experimento va a consolidarse como una nueva forma de obtención de energía, pero no cabe duda de que es un punto de partida extraordinariamente prometedor. Quién sabe, quizá dentro de unos años esta tecnología demuestre que es viable desde un punto de vista comercial. Hay detalles del experimento que aún no conocemos, así que os seguiremos contando tan pronto como tengamos más información.
Imagen | Zhang, Gaolong
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