Hace pocas semanas saltó la noticia de que el NIF (National Ignition Facility) del laboratorio Lawrence Livermore, en Estados Unidos, habían logrado obtener energía de fusión controlada por primera vez. El experimento consistió en provocar la reacción nuclear que transforma átomos de hidrógeno en helio. La energía liberada es enorme: es la que hace brillar las estrellas. Para provocar la reacción, sin embargo, hace falta un aporte de energía, al igual que para encender una vela hay que emplear una cerilla o un mechero. El avance consiste en que por primera vez, de manera controlada (la manera incontrolada ya se conoce: es una bomba termonuclear de hidrógeno) se ha conseguido extraer más energía de la que se utilizó para poner en marcha la reacción.

A partir de ahí, faltó tiempo para que aparecieran a lo largo y ancho del mundo noticias sensacionalistas. Y no precisamente en la prensa amarilla: "Major breakthrough", gran adelanto (la BBC), "Scientists Achieve Nuclear Fusion Breakthrough" (el New York Times), etcétera. Escribo esta entrada porque estas algaradas, aunque probablemente bienintencionadas, me parecen nocivas. Claro que decirlo aquí, en Investigación y Ciencia, es como vender miel al colmenero: las reseñas publicadas son ecuánimes y precisas (véanse los artículos relacionados). Para ser justos, otros han informado también con precisión y prudencia, como el CSIC o The Economist.

 

En primer lugar, el experimento del laboratorio Lawrence Livermore es impresionante. Llevan ya decenios investigando la fusión mediante un método consistente en utilizar docenas de láseres muy potentes para "encender" la reacción de fusión. El blanco es una esfera de pocos milímetros que contiene deuterio y tritio (isótopos del hidrógeno). Está colocada con gran precisión en una cámara más grande que una habitación donde convergen los haces láser. Sirva de prueba de la gran complejidad del experimento que ya se oía hablar de él en los años 90. El otro sistema (que es para el que está diseñado el ITER, el reactor experimental puesto en marcha por un consorcio de naciones) es el del confinamiento magnético (tokamak es una abreviatura en ruso de esa técnica). Consiste en calentar un plasma de hidrógeno a gran temperatura. El plasma es un gas cargado eléctricamente, y como sus partículas se repelen entre sí, hay que mantenerlo confinado mediante imanes muy potentes, formando una rosquilla. Intente sostener un imán flotando sobre el polo opuesto de otro y verá que no es fácil.

El primer punto sobre el que quiero llamar la atención es que esta energía no es limpia. O no del todo. La reacción de los átomos de hidrógeno para producir helio necesita, aparte de los dos protones y los dos electrones del hidrógeno, de dos neutrones. Por ello, la reacción se lleva a cabo en la práctica con deuterio (hidrógeno con un neutrón) y tritio (hidrógeno con dos neutrones). El deuterio se encuentra en la naturaleza, en pequeñas cantidades, pero el tritio, solo en pequeñas trazas, por tanto hay que fabricarlo. Y además, es radiactivo. Es verdad que la radiación es de tipo beta, poco peligrosa. Por otro lado, el neutrón que sobra de la reacción puede provocar (al bombardear las paredes) que algunos de los materiales del vaso contenedor se tornen radiactivos. Todo ello representa un problema menor, y esa radiación es también mucho menos peligrosa que la que se encuentra en las centrales nucleares actuales.

Item más: hay que echar cuentas del balance energético. Es verdad que en el experimento del laboratorio Lawrence Livermore se produjo más energía de la recibida, si se considera el blanco (la bolita de hidrógeno); pero los láseres tienen una eficiencia bajísima: hay que darles mucha más energía de la que canalizan en el haz. Si se toma eso en cuenta, no estamos hoy mucho más cerca que hace un mes de obtener energía de fusión. El mismo consumo de las instalaciones debería ser tomada en cuenta.

Incluso dejando eso aparte, no es previsible que el sistema de láseres empleado en el NIF (denominado confinamiento inercial) llegue a derivar en un método viable. Los láseres son pulsados, es decir, pueden emitir muchos millones de watios ... en unos pocos nanosegundos. Para obtener energía de manera más o menos continua, deberían colocarse blancos en la cámara muy rápidamente, y disparar los láseres cada poco tiempo, para que se pudiera aprovechar la energía liberada. Y cómo canalizar esa energía, es otra pregunta sin resolver. Todo ello hace que parezca poco viable.

El experimento sí que es muy útil para estudiar la fusión nuclear. El hito es ese, y probablemente el conocimiento que se obtenga será relevante. Pero no lo incluyan en los grandes avances tecnológicos del año...

Ángel Garcimartín Montero
Ángel Garcimartín Montero

Catedrático de física (especialidad: materia condensada) en la Universidad de Navarra.

Ha llevado a cabo investigaciones (de carácter marcadamente experimental) sobre dinámica no lineal, inestabilidades, caos y sistemas físicos fuera del equilibrio; la fractura de los materiales frágiles; la transición vítrea, y los medios granulares. Actualmente se interesa en los atascos de materia activa (por ejemplo, los seres vivos).

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La materia blanda es la que se deforma fácilmente cuando se somete a esfuerzos o fluctuaciones térmicas: líquidos, coloides, materiales granulares, polímeros, espumas, algunos materiales biológicos. Pero en sentido figurado ¿no es también materia blanda la ciencia, la universidad, o incluso la sociedad?

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