Centrales nucleares: La Fusión Nuclear como perspectiva de futuro

La fusión nuclear es por muchos considerada la energía del futuro. ¿En qué consiste? ¿Por qué se la prefiere teóricamente con respecto a la fisión u otros medios de producción energética?

Se trata de una reacción nuclear, al igual que la fisión. Sin embargo, en este caso se unen núcleos en lugar de fracturarlos. En la fusión nuclear se trata con núcleos de átomos ligeros, fundamentalmente los isótopos deuterio (²H) y tritio (³H), del Hidrógeno. Al unirse estos átomos, forman uno de Helio, más pesado que ellos. Ésta es la reacción que tiene lugar en el Sol, por ejemplo, al igual que en cualquier otra estrella.

Para que lleguen a fusionarse, se comunica a los núcleos una energía cinética suficientemente intensa para que puedan vencer las fuerzas repulsivas que ejercen entre sí por tener igual carga (barrera de Coulomb). De  esta manera, tomarían parte las fuerzas nucleares, y se produciría la fusión en un átomo más pesado. En la unión del deuterio con el tritio, que es la más fácil de conseguir, se desprenden 17,6 Megaelectronvoltio (MeV).  

Para poner en práctica este método, las energías cinéticas necesarias para que los núcleos pasen esta barrera se traducirían en unas temperaturas desorbitantes. La temperatura estimada para el núcleo del Sol, que es donde se producen este tipo de reacciones con Hidrógeno, oscila entre los 10 y 20 millones de grados Celsius. Y esto es porque la energía liberada en las reacciones nucleares es mucho mayor que la de las reacciones químicas convencionales debido a que las fuerzas que mantienen unido el núcleo (nucleares) son mucho mayores que las que mantienen la corteza en su lugar. 

Desde que el ser humano se preocupó por los fenómenos celestes, los científicos han querido averiguar por qué mecanismo se rige el Sol para producir tanta cantidad de energía. La explicación final vino gracias a Albert Einstein, con su expresión E=mc², ya que explica cómo la masa puede convertirse en energía, y la energía en masa. Los 4 núcleos de Hidrógeno que se fusionan se convierten en sólo uno de Helio (siendo éste menos masivo), y la masa que se ha perdido en el proceso es la que se transforma en la energía solar que hace posible la vida en nuestro planeta.

¿Por qué se la considera la energía del futuro?

La razón fundamental es que no emite gases de efecto invernadero y, por tanto, no favorece al aumento del ya sufrido calentamiento global. En esto se asemeja a la tecnología de fisión nuclear, pero hay que tener en cuenta que además de ello, no produce residuos altamente radiactivos, sino que únicamente se obtendrían residuos de baja actividad al radiar un material directamente con neutrones rápidos.

Por otra parte, el combustible se considera prácticamente inagotable. Por un lado, la abundancia del deuterio en el Universo se considera similar a la del Hidrógeno, dondequiera que esté. Por otro, aunque la proporción del tritio en el agua marina es relativamente pequeña, se conocen actualmente métodos con que extraerlo sin ningún problema.

El tritio es de uno de los tantos isótopos radiactivos que normalmente ingerimos, ya que está presente en el agua de mar y en el aire. No obstante, la radiación ionizante que emite este isótopo, entre otros (y que es la que debería preocuparnos), no causa ningún efecto negativo en los seres vivos siempre y cuando esté en cantidades apropiadas y controladas.

Al llevar a cabo la fusión en reactores termonucleares, la mezcla de núcleos y electrones se encontraría en un estado plasmático desordenado cuya temperatura ascendería a cantidades desorbitantes. Debido a ello, resulta imposible albergar el plasma en contacto directo con un material que lo contenga, por lo que hay que confinar a la materia mediante campos magnéticos en un recipiente toroidal.

En el proyecto ITER, instalado en Francia, se pretende llevar a cabo una investigación de la viabilidad de este método de producción energética en cantidades industriales. Además, en EE.UU. hay otro proyecto experimental, la instalación NIF (National Ignition Facility), cuyo primer experimento fue realizado en 2009. De todas formas, el uso de este tipo de fuente energética en grandes cantidades está aún bastante lejos, pero es necesario potenciar la investigación y el progreso en este campo.

Hablando de Ciencia