Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Fusión nuclear: energía inagotable. (y II)

En el artículo anterior comentamos el reciente éxito alcanzado en la instalación JET-TOKAMAK de las Comunidades Europeas en Culham, cuando, mediante un proceso de fusión de núcleos de isótopos de hidrógeno, durante dos segundos, se produjo la energía equivalente a unos dos millones de vatios de potencia

En el artículo anterior comentamos el reciente éxito alcanzado en la instalación JET-TOKAMAK de las Comunidades Europeas en Culham, cuando, mediante un proceso de fusión de núcleos de isótopos de hidrógeno, durante dos segundos, se produjo la energía equivalente a unos dos millones de vatios de potencia. En términos vulgares, los científicos europeos, entre ellos varios españoles, habían reconstruido sobre la Tierra un pequeño sol controlado.
 
Este logro no sólo tendrá previsibles e importantes consecuencias científico-tecnológicas a medio y largo plazo, sino que la situación psicológica que del mismo se deriva, posible y venturosamente hará que su implicación económico-política más evidente sea que, a partir de ahora, será más difícil que se reproduzcan crisis energéticas o encarecimientos provocados del precio del petróleo como los de 1973 y 1979, ya que, una vez comprobada la viabilidad tecnológica de la fusión nuclear, su producción comercial es sólo un problema, aunque de magnitudes considerables, de tiempo y esfuerzo.
 
Las dificultades ya vencidas son importantes. Entre las condiciones que deben alcanzar los núcleos atómicos que se fusionan para formar un nuevo elemento, convirtiéndose en energía la masa sobrante, están las siguientes: a) los núcleos deben estar desprovistos de los electrones que los rodean; b) han de aproximarse a distancias pequeñísimas, venciendo a las fuerzas repulsivas producidas por sus cargas positivas; c) han de estar presentes en cantidades suficientemente grandes, para que se den los choques o fusiones; d) el proceso no se puede realizar con los núcleos confinados en un recipiente, ya que al chocar contra las paredes perderían la energía que les es precisa para la fusión.
 
En los dispositivos Tokamaks la solución adoptada consiste en suministrar una altísima energía inicial mediante potentísimos haces de rayos láser, con lo que los núcleos se despojan de electrones y pasan al estado denominado plasma, alcanzable a temperaturas superiores a los diez mil grados centígrados. Pero esta temperatura aún no es suficiente para que la energía de los núcleos venza las repulsiones existentes entre ellos, por lo que se debe calentar más hasta alcanzar increíbles temperaturas de más de cien millones de grados centígrados. De este modo primeramente se llega 
situación de ajuste de balance, en la que la energía producida iguala la que se ha consumido previamente. Elevando suficientemente la temperatura hasta el punto de fusión del plasma, la energía producida no sólo es capaz de mantener al reactor en situación estacionaria, sino con un rendimiento neto de energía. Para evitar las colisiones de los núcleos con las paredes rígidas, en los Tokamaks son sometidos a la acción de campos magnéticos con configuraciones especiales que consiguen que los núcleos describan trayectorias helicoidales, flotando en una corriente circular de plasma, donde quedan atrapados suficiente tiempo, con densidades y energías adecuadas, para que tengan éxito los procesos de fusión entre los mismos.
 
El Tokamak-Jet europeo es uno de los cuatro que se construyeron como inmediata consecuencia de las crisis energéticas, perteneciendo los otros a USA, Japón y Rusia. Con un peso de más de 3.500 toneladas y una altura superior a los veinte metros, comenzó a operar hace una década, durante la cual fue mejorando su operatividad hasta que hace dos años alcanzó el punto de ajuste de balance, pasando en noviembre pasado a la de fusión del plasma, al utilizar una mezcla del 15% de tritio añadido a un plasma de deuterio previamente calentado a ciento ochenta millones de grados centígrados, o sea una temperatura superior casi diez veces a la que hay en el interior del Sol.
 
¿Cuál es el futuro más inmediato para la energía de fusión? En la última Conferencia Internacional de Física del Plasma y Fusión Controlada se tomó la decisión de construir antes de 1995 un reactor experimental Tokamak capaz de funcionar con plasmas de núcleos de hidrógeno encendidos durante cerca de una hora, para producir varios miles de millones de vatios, o sea multiplicar los rendimientos hasta ahora obtenidos por un factor superior al millón. Ya se ha realizado la firma de este proyecto ITER (Internacional Thermonuclear Experimental Reactor) por parte de representantes de la Comunidad Europea, USA, Japón y Rusia, esperándose que el reactor este operativo a comienzos del siglo próximo, constituyendo la avanzada de lo que se confía sea la fuente primaria de energía eléctrica en el futuro, a base de instalaciones de pequeños soles, que usen un combustible prácticamente inagotable y barato (el hidrógeno y sus isótopos), con fábricas seguras y limpias (sin residuos radiactivos, ni peligrosos contaminantes), con lo que se conseguirá que el siglo XXI sea el de la liberación de la Humanidad de las amenazas del agotamiento y encarecimiento energético.