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(Español) La fusión nuclear: Una fuente de energía potencialmente revolucionaria

(Español) La fusión nuclear: Una fuente de energía potencialmente revolucionaria

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La fusión nuclear se nos ha escapado entre los dedos durante años, pero estamos a un pequeño (gran) paso de conseguirla. Y no será cualquier logro: vamos camino de conseguir solucionar todos nuestros problemas de energía. Energía limpia para siempre. Para todos. Ilimitada.

Qué es la fusión nuclear y en qué se diferencia de la fisión nuclear

La fusión nuclear es el proceso por el que dos núcleos se aproximan uno al otro lo suficiente como para que entre en juego la fuerza nuclear, se funden y forman un núcleo más pesado. Las diferencias con la fisión puedes resultar obvios para expertos, pero no está de mal adentrarnos en ellas.

Básicamente, la fisión nuclear es la separación de un núcleo pesado en un núcleos más pequeños, mientras que la fusión nuclear es la combinación de núcleos para crear uno más grande y pesado.

Ventajas frente a otro tipo de energías

La fusión nuclear es una fuente de energía potencialmente revolucionaria que podría producir un suministro potencialmente ilimitado de energía limpia sin producir desperdicios sucios ni ninguna cantidad significativa de emisiones de carbono.

Algunas de las principales ventajas de la fusión nuclear son:

  • La fusión nuclear es una energía limpia ya que no produce gases nocivos y genera residuos nucleares de muy baja actividad.
  • La fusión nuclear es una reacción que se detiene al cortar el suministro de combustible.
  • Es una fuente inagotable de energía ya que el Deuterio existe en abundancia en la naturaleza y el Tritio es generado dentro del propio reactor a partir del Deuterio.

Un paso crucial: la presión de plasma

Como tantas otras veces, el MIT nos marcó al resto de los mortales el camino a seguir. Desde el Plasma Science and Fusion Center (PSFC), fundado en 1976, físicos de todo el mundo trataban de superarse a sí mismos. A su propio récord de 2005. El objetivo era superar esas 1,77 atmósferas de presión. Y vaya si lo consiguieron.

Así, el MIT abrió una nueva veda logrando, en septiembre de 2016, crear la presión de plasma más alta jamás conseguida. Sus investigadores lograron una presión de 2,05 atmósferas (un +16% respecto al anterior récord). La temperatura alcanzada fue todo un hito: 35 millones de grados Celsius durante nada menos que dos segundos. Tal logro fue alcanzado con el programa tokamak Alcator C-Mod, del Departamento de Energía de los EEUU. El reactor, en cambio, cerró por falta de fondos. La financiación de tres años concedida por dicho Departamento se acabó y, los federales, que no podían mantener esa remesa y la del ITER, focalizaron sus esfuerzos en este último.

ITER, soñando con imitar el Sol

El ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) es fruto de un esfuerzo de colaboración a escala mundial sin precedentes. Será la mayor instalación experimental del mundo dedicada a la fusión, y se ha diseñado para demostrar la viabilidad científica y tecnológica de este tipo de energía. Técnicamente, el objetivo del ITER es el de producir 500 MW de potencia durante varios segundos necesitando “tan solo” 50 MW para lograr esa reacción.

El ITER, que cuenta con el auspicio de la IAEA -la Agencia Internacional de Energía Atómica- es un proyecto internacional que trata de recrear con fines industriales los procesos físicos que convierten al Sol en una fuente de energía tan formidable.

Si funcionase, contaríamos por primera vez en la historia con una nueva forma de producción energética abundante, constante y razonablemente limpia. Sin embargo, alcanzar ese objetivo va a suponer un reto a la altura de la recompensa.

Como nota destacada apuntar que, en España, Granada aspira a ser sede del proyecto IFMIF Dones –Instalación Internacional para la Irradiación de Materiales de Fusión una de las patas de ITER. Tras un periodo inicial de dudas por parte del gobierno, nuestro país ha sido capaz de presentar un proyecto potente y competitivo. Será una inversión de 400 millones de euros en el que la Junta de Andalucía y el Gobierno central se han comprometido a invertir 200 millones. El resto será sufragado a partes iguales por la Unión Europea y otros países participantes en el proyecto.

En cuanto a los retos, los principales hitos marcados por el ITER son conseguir el primer plasma en 2025 y las primeras operaciones con deuterio y tritio para 2035.

El futuro de la fusión nuclear

Si el ITER tuviera resultados exitosos, se pondría en marcha el desarrollo de un reactor de fusión nuclear de demostración (llamado DEMO). Y, en base a la experiencia lograda con el DEMO, se supone que se conseguiría el primer prototipo industrial hacia 2060. Así, antes del final de este siglo, se podría construir el primer reactor de fusión nuclear comercial.

A su vez, hay varios reactores nucleares que nos muestran el camino:

  • Reactor rápido refrigerado por gas (GFR): Reactor de espectro de neutrones rápidos capaz de utilizar como combustible gran parte de los residuos actuales, refrigerado por helio y con ciclo de combustible cerrado.
  • Reactor de muy alta temperatura (VHTR): Reactor refrigerado por helio y moderado por grafito con un ciclo de combustible abierto de uranio. Se puede adaptar a la producción de hidrógeno.
  • Reactor supercrítico refrigerado por agua (SCWR): Reactor refrigerado por agua a alta presión y alta temperatura que funciona por encima del punto crítico termodinámico del agua.
  • Reactor rápido refrigerado por sodio (SFR): Reactor de espectro rápido, puede consumir como combustible los residuos radiactivos actuales, refrigerado por sodio y el ciclo de combustible es cerrado para la gestión eficiente de los actínidos y la conversión del uranio fértil.
  • Reactor rápido refrigerado por aleación de plomo (LFR): Reactor de espectro rápido refrigerado por metal líquido de bismuto-plomo con ciclo de combustible cerrado para la conversión eficiente de uranio fértil y la gestión de actínidos.
  • Reactor de sales fundidas (MSR): Produce energía de fisión en una mezcla de combustible de sales fundidas en circulación con un ciclo de combustible de reciclaje completo de actínidos.

Así pues, la fusión, con el proyecto ITER en cabeza, aparece como una candidata perfecta a convertirse en fuente de energía segura, potente y medio-ambientalmente aceptable para la generación masiva de electricidad.

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