Buena parte de los avances en fusión nuclear que hemos presenciado durante los últimos años están vinculados a la fusión mediante confinamiento magnético. Esta es la estrategia utilizada en ITER, el reactor experimental que un consorcio internacional en el que participan la mayor parte de las potencias científicas del planeta está construyendo en la localidad francesa de Cadarache.
En él la fusión de los núcleos de deuterio y tritio es posible gracias al confinamiento del gas que los contiene en el interior de un campo magnético. Este proceso requiere calentar el plasma que actúa como combustible hasta que alcance una temperatura de al menos 150 millones de grados Celsius. A esa temperatura los núcleos adquieren la energía cinética necesaria para vencer su repulsión eléctrica natural (ambos tienen carga eléctrica positiva, por lo que se repelen) y fusionarse.
Muy a grandes rasgos así es como funciona la fusión nuclear mediante confinamiento magnético, pero este no es el único camino posible. También existe otra estrategia conocida como fusión nuclear mediante confinamiento inercial, y, a diferencia del confinamiento magnético, no recurre a un campo magnético de una intensidad enorme para evitar que el plasma toque las paredes de la cámara de vacío que lo contiene.
En lugar de utilizar una botella magnética lo que propone es usar una cantidad de combustible muy pequeña, en forma de pequeña bola de deuterio y tritio, y conseguir que implosione concentrando sobre ella de forma súbita la energía de una gran cantidad de láseres de alta potencia. De esta manera el combustible se condensa con una violencia tremenda para lograr que la probabilidad de que los núcleos de deuterio y tritio se fusionen sea muy alta.
Todas las miradas están puestas en el láser de fluoruro de argón
La fusión nuclear mediante confinamiento inercial se enfrenta a dos grandes desafíos, que, a su vez, pueden descomponerse en otros muchos retos más pequeños. El primero de ellos es la necesidad de alcanzar la rentabilidad energética, que es el punto en el que obtenemos más energía mediante la fusión que la que hemos invertido para desencadenarla. Este hito aún parece estar lejos. El segundo desafío requiere encontrar la forma de estabilizar la reacción para que sea posible sostenerla en el tiempo.
Afortunadamente, la fusión nuclear mediante confinamiento inercial, al igual que la estrategia que recurre al confinamiento magnético, sigue desarrollándose poco a poco. Los científicos que trabajan en ella se están dedicando sobre todo a optimizar los láseres y el encapsulado que contiene el combustible. El 8 de agosto de 2021 los técnicos del experimento NIF (National Ignition Facility) del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, situado en California (Estados Unidos), lograron generar 1,3 megajulios durante una ínfima fracción de un segundo.
Este resultado fue recibido con los brazos abiertos por todos los que seguimos de cerca los avances en fusión nuclear debido a que coloca a la estrategia que aboga por el confinamiento inercial un paso más cerca de la rentabilidad energética. Cada logro, por pequeño que sea, es un acicate que anima a los científicos a seguir adelante, y hace tan solo unos días los investigadores del NRL (Naval Research Laboratory), el Laboratorio de Investigación Naval estadounidense, han puesto a punto un láser de alta potencia que, según ellos, encaja como un guante en la estrategia de la fusión nuclear mediante confinamiento inercial.
Se trata de un láser de fluoruro de argón que, según las simulaciones que han llevado a cabo en el NRL, debería ser capaz de transferir la energía al encapsulado que contiene el combustible de una forma más eficiente que los láseres de fluoruro de kriptón utilizados hasta ahora. De esta manera el combustible alcanzará una temperatura más alta en menos tiempo, y la implosión necesaria para que la fusión de los núcleos de deuterio y tritio sea posible llegará invirtiendo menos energía en el proceso. No cabe duda de que suena bien, por lo que ahora solo queda confiar en que el resultado de la simulación sea corroborado por las primeras pruebas en el reactor.
La fusión nuclear comercial aún está lejos. El itinerario fijado por el consorcio que participa en ITER prevé que la primera central nuclear comercial que utilizará un reactor de fusión nuclear mediante confinamiento magnético llegará en la década de los 60. Si todo sigue su curso. En cualquier caso, es una noticia muy buena que la tecnología involucrada en ambas estrategias de confinamiento, el magnético y el inercial, se siga desarrollando. De hecho, este último podría ayudarnos a conseguir reactores más compactos, más sencillos y menos costosos si finalmente consigue llegar a buen puerto. Confiemos en que sea así, aunque todavía tengamos que esperar varias décadas.
Imagen de portada: U.S. NRL
Más información: U.S. Naval Research Laboratory
Ver todos los comentarios en https://www.xataka.com
VER 25 Comentarios