CON FUSIÓN NUCLEAR Y SIN CONFUSIÓN Por Antonio Tausiet
En nuestra línea de ofrecer artículos sintéticos sobre temas científicos, ofrecemos esta cuarta entrega sobre Fusión Nuclear (las tres anteriores han versado sobre Lógica Borrosa, Genoma Humano y Nanotecnología). Fusión y Fisión El primer concepto que hemos de tener claro es que la Fusión Nuclear no tiene nada que ver con la energía nuclear tal y como la conocemos hoy, la de las hipercontaminantes y peligrosísimas centrales nucleares que nos dan buenos sustos de vez en cuando. Todos esos asquerosos entramados monstruosos que producen peces mutantes y que si tienen un escape dejan a cientos de miles de personas marcadas para siempre, funcionan mediante Fisión (división) Nuclear. De lo que vamos a tratar en este artículo es de Fusión, con u. Nada más y nada menos que la energía que se produce, por ejemplo, en el núcleo del Sol que nos da la vida. La Fusión Termonuclear Controlada es una de las pocas opciones energéticas con capacidad potencial de suministro a gran escala para el siglo XXI. El 7 de marzo de 2002 saltó a la prensa internacional la noticia de que unos científicos de los USA habían conseguido una reacción similar a la Fusión Nuclear, mediante un sencillo sistema de baño de acetona y bombardeo de ondas sonoras (Fusión Fría) que dejaba en ridículo los grandes artefactos usados hasta ahora para el mismo fin. Sólo era una más del rosario de noticias sobre el tema que han ido publicándose desde finales de los años ochenta. Así es: de vez en cuando, salta a la prensa la noticia de que un laboratorio ha conseguido la Fusión Nuclear. Pero... ¿de qué estamos hablando? Qué es la Fusión Estamos hablando de átomos. Concretamente, de los núcleos de los átomos (por eso hablamos de Nuclear). Y decimos Fusión porque todo se reduce a unir dos núcleos. Es una reacción en la que se unen dos núcleos ligeros para formar uno más pesado. El proceso desprende energía porque el peso del núcleo pesado es menor que la suma de los pesos de los núcleos más ligeros. Este defecto de masa se transforma en energía (E=mc2); aunque el defecto de masa es muy pequeño, hay que tener en cuenta que es una energía muy concentrada: en un gramo de materia hay millones de átomos, con lo que poca cantidad de combustible da mucha energía. No todas las reacciones de Fusión producen la misma energía: depende siempre de los núcleos que se unen y de los productos de la reacción. Lo más fácil es trabajar con deuterio y tritio (hidrógenos con doble y triple peso atómico del normal). Fundiendo el deuterio (un protón más un neutrón) con el tritio (un protón y dos neutrones) se forma helio (dos neutrones y dos protones) y un neutrón, liberando una gran energía. Es una fuente prácticamente inagotable, ya que el deuterio se encuentra en el agua de mar y el tritio es fácil de producir a partir del propio neutrón que escapa de la reacción. El gran problema para conseguir esta sencilla Fusión es que los núcleos de los átomos están cargados positivamente, con lo que al acercarse, cada vez se repelen con más fuerza. Así que hay que tener ingenio para que la energía que se gasta en juntarlos sea menor que la que liberan al fundirse. Para ello existen varias técnicas: usando un acelerador de partículas, para que acaben chocando, ya se ha conseguido, pero es más caro acelerarlos que la energía que se produce. Otro sistema es comprimirlos hasta que se funden (confinamiento inercial), tampoco hasta ahora rentable. Un tercer sistema consiste en calentar los núcleos hasta que acaban juntándose por agitación térmica, de modo que la energía liberada se puede controlar mediante campos magnéticos (confinamiento magnético). Éste último es el que mejores resultados experimentales ha producido, pese a que trabajar con plasma es sumamente complicado (ver párrafo “El Tokamak y el Plasma”, abajo). Presente de la Fusión La realidad de la Fusión Nuclear es, primero, que se produce en el interior de las estrellas: existe en la Naturaleza. En segundo lugar, los laboratorios humanos también la han conseguido. Quedan las batallas tecnológica y política, una vez superada la científica: que se pueda producir a escala planetaria y resulte rentable, o sea, una vez que se logre demostrar que es posible mantener encendido el plasma termonuclear, produciendo más energía que la que se invierte en el sistema eléctrico del aparato, se procederá a construir ya un reactor comercial. Hoy se está diseñando el gran Reactor Nuclear de Fusión que demuestre su viabilidad, llamado ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Para su diseño y construcción se han asociado las diferentes comunidades de fusión (Rusia, Unión Europea, Japón y USA) ya que el esfuerzo tecnológico y económico no puede ser afrontado por un solo país. Ventajas de la Fusión Nuclear Economía: Los combustibles primarios utilizados son baratos, abundantes, no radioactivos y repartidos geográficamente de manera uniforme (el agua de los lagos y los océanos contiene hidrógeno pesado suficiente para millones de años, al ritmo actual de consumo de energía). Seguridad: Es un sistema intrínsecamente seguro: el reactor sólo contiene el combustible para los diez segundos siguientes de operación. Además el medio ambiente no sufre ninguna agresión: no hay contaminación atmosférica que provoque la "lluvia ácida" o el "efecto invernadero". Residuos: La radiactividad de la estructura del reactor, producida por los neutrones emitidos en las reacciones de fusión, puede ser minimizada escogiendo cuidadosamente los materiales, de baja activación. Por tanto, no es preciso almacenar los elementos del reactor durante centenares y millares de años. El Tokamak y el Plasma Sólido, líquido, gas... sigan calentando... ¡Plasma, el cuarto estado de la materia! Se trata de un estado gaseoso, en el que varios electrones se salen de los átomos y campan a sus anchas, sin salirse del propio gas. Puede resultarnos raro, pero es lo más normal; el 99 por ciento del Universo se encuentra en forma de Plasma: las estrellas, el Sol... En realidad no es tan raro, ni siquiera para los humanos: el fuego es Plasma, las luces de neón contienen Plasma... Y tiene aplicaciones estupendas: es conductor de electricidad (un rayo es Plasma); y se puede ordenar mediante un campo magnético. Y sobre todo, sirve para conseguir energía por Fusión Termonuclear. El pequeño problema es que no se tienen a mano cien millones de grados todos los días para calentar lo suficiente al hidrógeno... En la entonces Unión Soviética, a principios de la década de los 50, se construyó el primer Tokamak (siglas en ruso de Cámara con Corriente y Bobina Magnética), y luego el sistema se extendió por el resto del mundo. El Tokamak es un artefacto con forma helicoidal (en realidad es toroidal axisimétrico), por dentro del cual corre el plasma, compuesto por partes iguales de deuterio y tritio. Se le aplica corriente para calentar (por microondas) y magnetismo para confinar el plasma, y se produce la Fusión. Hiroshima La Bomba H (Bomba de Hidrógeno) utiliza Fusión Nuclear, producida mediante una primera fisión, que la desencadena. La desventaja, además de los miles de muertos y millones de damnificados, es que se trata de una explosión incontrolada. Aquí estamos hablando de Fusión Controlada, evidentemente. Einstein abrió el camino para producir la Fusión y cuando vio el horrible resultado se mostró desesperado. Fusión Fría Pero volvamos al principio: las últimas noticias sobre Fusión Nuclear vuelven a traer a colación el concepto de Fusión Fría. Las investigaciones en este campo, que no requieren los grandes Tokamak, fueron echadas por tierra hace veinte años por las corporaciones científicas subvencionadas con miles de millones. Si bien es cierto que los científicos que presentaron esta técnica no pudieron volver a repetirla, el hecho de que sea más sencilla y barata debería llevar a que las investigaciones internacionales también tomasen ese camino. Veremos. |