La energía de fusión es una fuente de energía renovable que se basa en la fusión de núcleos ligeros como el hidrógeno, deuterio y tritio. En este tipo de reacción, dos núcleos atómicos ligeros se fusionan para formar un núcleo más pesado, liberando gran cantidad de energía en el proceso. La idea básica es tomar una especie de gas de hidrógeno, calentarlo a más de 100 millones de grados hasta que forme una nube delgada y frágil llamada plasma, y luego controlarlo con potentes imanes hasta que los átomos se fusionen y liberen energía. Esta es la misma forma en que el sol y las demás estrellas producen su energía ilimitada y gratuita. ¿Podemos construir un sol en la Tierra?
Fusión nuclear y el sol
La fusión nuclear es el proceso de combinar dos núcleos atómicos más ligeros para formar un núcleo más pesado. Este proceso libera una gran cantidad de energía, por lo que se está explorando la fusión como una fuente potencial de energía renovable. El sol es un reactor de fusión natural que convierte unos 600 millones de toneladas de hidrógeno en helio cada segundo, liberando una enorme cantidad de energía en forma de luz y calor. Para que la fusión ocurra, se necesitan temperaturas muy altas, que hacen que los electrones se separen de los núcleos y formen un estado de la materia llamado plasma. Además, se necesita superar la repulsión eléctrica entre los núcleos positivos, lo que se logra mediante una alta velocidad (calor). En las estrellas, la presión generada por su tamaño mantiene el plasma confinado y permite que la fusión continúe.
Búsqueda de la fusión en la Tierra
Para lograr la fusión en la Tierra, se necesitan métodos sofisticados para crear y confinar el plasma a altas temperaturas y presiones. Los principales tipos de reactores de fusión que se están desarrollando son los de confinamiento magnético y los de confinamiento por inercia. Los reactores de confinamiento magnético utilizan campos magnéticos para mantener el plasma alejado de las paredes del reactor y evitar que se enfríe o escape. El ejemplo más avanzado de este tipo es el ITER (Reactor Termonuclear Experimental Internacional), que se está construyendo en Francia con la colaboración de 35 países. Los reactores de confinamiento por inercia usan láseres potentes o haces de partículas para comprimir y calentar pequeñas cápsulas de combustible hasta que se produce la fusión. El ejemplo más conocido de este tipo es el NIF (National Ignition Facility), que se encuentra en Estados Unidos. Ambos tipos de experimentos están en desarrollo y aún no han logrado producir más energía de la que consumen.
Ventajas y desafíos de la energía de fusión
La energía de fusión tiene varias ventajas sobre otras fuentes de energía. Una de ellas es su eficiencia: con solo un gramo de combustible se podría producir la misma energía que con 8 toneladas de petróleo. Otra ventaja es que no produce residuos contaminantes ni gases de efecto invernadero, solo helio como subproducto. Además, el combustible utilizado para la fusión es abundante y barato: el hidrógeno se puede extraer del agua y el helio se puede obtener del aire. El principal combustible para la fusión es una mezcla de dos isótopos del hidrógeno: el deuterio y el tritio. El primero se encuentra en el agua marina y el segundo se puede producir a partir del litio. Sin embargo, el tritio es escaso y costoso, por lo que se busca obtenerlo de otras fuentes, como el helio-3, que se podría extraer de la Luna. Los reactores de fusión también son seguros, ya que no hay riesgo de explosión o de fugas radiactivas. En caso de un accidente, el plasma se enfriaría y se detendría la reacción.
Retos y perspectivas futuras
A pesar de sus ventajas, la energía de fusión aún enfrenta muchos retos para ser una realidad comercial. Uno de ellos es el desarrollo tecnológico necesario para construir y operar los reactores de fusión de forma eficiente y económica. Otro reto es la competencia con otras fuentes de energía limpia y renovable, como la solar o la eólica, que ya están probadas y disponibles. Además, la energía de fusión requiere una gran inversión inicial y una cooperación internacional para su desarrollo. Sin embargo, el potencial de la energía de fusión para proporcionar una fuente de energía limpia e ilimitada justifica el riesgo y los recursos invertidos. Se espera que el ITER demuestre la viabilidad científica y técnica de la fusión en la década de 2030 y que el primer reactor comercial de fusión esté operativo en la década de 2050. La energía de fusión podría ser entonces una solución para el problema energético y ambiental del mundo.
Autor
