El avance de la fusión nuclear en contexto

El mes pasado, la Instalación Nacional de Ignición en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) en California anunció un avance significativo en la investigación de la fusión nuclear. Desde entonces, varias personas me han preguntado qué significa realmente este avance.

Primero, analicemos algunos conceptos básicos de la fusión nuclear. Las plantas de energía nuclear de hoy se basan en la fisión nuclear, que es la división de un isótopo pesado como el uranio-235 en dos isótopos más pequeños. (Los isótopos son simplemente diferentes formas de un elemento).

En términos simples, la fisión nuclear es como disparar una pequeña bala al centro del isótopo, lo que hace que se vuelva inestable y se divida. Cuando se divide, libera una enorme cantidad de energía (la masa y la energía están relacionadas por la famosa ecuación de Einstein E = Mc²). Esa energía puede luego convertirse en electricidad.

Sin embargo, una de las principales objeciones a la fisión nuclear es que los subproductos de la fisión son altamente radiactivos y muchos de ellos son de larga duración. En otras palabras, representan un peligro para la vida a menos que se manejen adecuadamente. Estos subproductos radiactivos son la razón por la que algunos se oponen a la energía nuclear.

La fusión nuclear, que es la fuente de energía de estrellas como nuestro sol, es diferente. Con la fusión, estás forzando la unión de isótopos más pequeños para formar isótopos más grandes. Por lo general, esto implica combinar isótopos de hidrógeno, el elemento más pequeño, para formar helio. Esta reacción libera incluso más energía que la reacción de fisión, pero lo que es más importante, no produce subproductos radiactivos a largo plazo. Es por eso que la fusión nuclear a menudo se llama el "santo grial" de la producción de energía.

¿Entonces, cuál es el problema? Esos pequeños isótopos de hidrógeno son muy resistentes a la fusión. Se necesita una presión tremenda y altas temperaturas (como las que están presentes en el sol) para obligarlos a fusionarse. Eso es muy diferente de la fisión nuclear, que tiene lugar con relativa facilidad. Por lo tanto, aunque la fusión se puede lograr en las armas nucleares, los investigadores han pasado décadas tratando de crear una reacción de fusión controlada que podría usarse para la producción de energía.

A lo largo de los años, se han anunciado muchos "avances". El que se anunció el mes pasado fue que, por primera vez, los científicos obtuvieron más energía del proceso de fusión de la que tenían que aportar. Los esfuerzos anteriores que habían logrado la fusión requerían más aportes de energía que la producida por la reacción de fusión.

Entonces, esto marca un avance significativo. Pero, ¿qué tan cerca estamos de desarrollar reactores de fusión comerciales?

He aquí una analogía que he usado para ponerlo en contexto. Hubo muchos hitos en el camino hacia los viajes en aerolíneas comerciales. Los hermanos Wright realizaron con éxito el primer vuelo motorizado de la historia en diciembre de 1903. Pasarían otros 16 años antes del primer vuelo transatlántico. Pero, el primer avión comercial de gran éxito, el Boeing 707, no se presentó hasta 1958.

La broma de larga data siempre ha sido que la fusión nuclear comercial está a 30 años de distancia. En realidad, eso simplemente significa que todavía no podemos ver el camino completo para llegar allí. El avance reciente es sin duda un hito en el camino hacia la fusión nuclear comercial. Pero aún podemos estar a 30 años de ver la realización comercial de la fusión nuclear.