¿Es la fusión nuclear el futuro de las energías renovables?

✔ La nuclear vuelve a contemplarse como una energía renovable

✔ Se está trabajando en reactores nucleares comerciales

✔ La fusion nuclear no produce residuos de larga vida

La energía nuclear vuelve a estar sobre la mesa.

Tras años de protestas en los 70 y 80 del pasado siglo, la mayoría de Europa (Francia es una excepción) dejó aparcado este espinoso asunto.

Nucleares no, gracias, era el lema de una sociedad petrificada con la idea de una fuga o, mucho peor, una explosión nuclear.
La necesidad de una energía limpia y el incremento del coste de la energía en los últimos tiempos ha llevado a algunos a mirar de nuevo a las centrales nucleares.

Incluso la Comisión Europea parece que aprobará en su taxonomía verde la etiqueta de ‘verde` a la energía nuclear para desasosiego de España, que apuesta por la energía solar, eólica y el hidrógeno verde,

Políticas aparte, estos son algunos hechos científicos  sin entrar en la enjundia sobre su aplicación real.

¿Qué es la fusión nuclear?

La fusión nuclear es el proceso de combinar dos núcleos atómicos ligeros para formar un solo núcleo más pesado. Los núcleos atómicos se encuentran dentro de los átomos, que son los componentes básicos de todo el universo.

Cuando estos núcleos atómicos se fusionan, se libera una gran cantidad de energía, y es esta energía liberada la que esperamos usar algún día para impulsar el mundo.

Este es el mismo proceso que ocurre dentro de nuestro sol: el intenso calor y la presión dentro de su núcleo de plasma crean el entorno perfecto para que se produzca la fusión. Esencialmente, estamos intentando replicar el proceso alucinantemente poderoso que ha alimentado nuestro sol durante los últimos 4.600 millones de años!

El poder de la fusión nuclear es tal que, si pudiéramos lograrlo, teóricamente podríamos alimentar a todo el planeta con una energía casi ilimitada.

¿En qué se diferencia la fusión nuclear de la fisión nuclear?

Mientras que la fusión nuclear es el proceso de fusión de núcleos atómicos ligeros, la fisión se trata de dividir los más pesados.

Cuando los núcleos atómicos pesados se dividen en otros más ligeros, se libera una inmensa cantidad de energía, y es esta energía la que se utiliza para alimentar los reactores nucleares y las armas nucleares.

El elemento más utilizado en la fisión nuclear es el uranio, porque sus átomos se encuentran entre los más fáciles de dividir.

Un subproducto de la división del uranio es, por supuesto, la radiación, algo que normalmente se contiene y se trata. Aún así, como hemos visto en incidentes como Chernobyl, el exceso de radiación puede escapar con un efecto devastador.

En España hay actualmente cinco centrales nucleares operativas y siete reactores.

¿Por qué la fusión nuclear aún no está muy extendida?

Se sabe cómo funciona y cómo lograrlo. El problema es que recrear las intensas condiciones dentro del núcleo del sol, aquí en la Tierra, es un poco difícil.

Primero, se debe lograr la ‘ignición’, algo así como una chispa puede iniciar un incendio.

La analogía de un incendio iniciado con una chispa tiene mucho sentido en el contexto de una fusión nuclear exitosa.

Un fuego encendido emite más energía que la chispa necesaria para encenderlo, y lo mismo ocurre con la fusión nuclear. Para que se logre una fusión exitosa, la reacción debe generar más energía de la que se necesita para iniciarla.

Este es actualmente el mayor obstáculo que enfrentamos, ya que aún no tenemos la tecnología para crear una reacción de fusión nuclear autosuficiente.

¿Estamos cerca de lograr una fusión con fines comerciales?

Debido a las dificultades involucradas y al panorama siempre cambiante de los experimentos de fusión, es difícil decir exactamente qué tan cerca estamos.

Algunos científicos predicen que los reactores de fusión comerciales no se materializarán hasta dentro de 50 o 60 años más o menos.

Otros piensan que podríamos tener un reactor de fusión en funcionamiento ya en 2035. Y otros todavía creen que la fusión es un sueño imposible que nunca se realizará.

Sin embargo, nos hemos acercado en los últimos años. Un intento en agosto de 2021 fue uno de los intentos más cercanos de fusión exitosa.

La Instalación Nacional de Ignición (NIF) en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en los EE. UU. vio cómo su intento de fusión nuclear producía seis veces más energía que cualquier otro intento anterior.

La reacción produjo más de un megajulio (medida de física que equivale a un millón de julios), que es lo suficientemente alto como para ser visto como un paso importante hacia la ignición.

Aunque un paso decisivo, es importante enfatizar que el experimento aún necesitaba más energía de la que produjo.

Otro experimento comenzó en el Reino Unido, donde los investigadores comenzaron un intento de generar más calor que el centro del sol. En febrero de 2022, se informó que habían logrado un gran avance al lograr el mayor rendimiento de cualquier reacción de fusión anterior.

La energía generada solo fue suficiente para hervir alrededor de 60 teteras, pero el experimento validó un diseño utilizado para un próximo reactor de fusión en Francia, que se espera que esté listo para probarse en 2025.

¿Qué países están trabajando en la fusión nuclear?

En este momento, hay alrededor de 50 países que trabajan en la fusión nuclear. Esto incluye muchos países que esperaría, como China, EE. UU., Rusia, el Reino Unido y Japón.

Otros países, como Tailandia y Canadá, también están realizando investigaciones sobre fusión nuclear.

Una de las iniciativas de fusión más importantes en este momento es ITER ( Reactor Termonuclear Experimental Internacional), un proyecto energético ambicioso en el que participan 35 países para construir el tokamak más grande del mundo.

Un tokamak es un dispositivo de fusión magnética diseñado para demostrar que la fusión no solo es posible, sino que es una fuente de energía factible a gran escala y libre de carbono.

El objetivo de ITER es producir 500 megavatios de energía a partir de solo 50 megavatios, demostrando así una reacción de fusión exitosa.

Lo que ITER no hará es producir electricidad utilizable; eso es para futuros proyectos de fusión que sin duda se materializarán si ITER puede demostrar su viabilidad.

¿La fusión nuclear produce residuos radiactivos?

Con mucho, la mayor desventaja de la fisión nuclear es la gran cantidad de desechos radiactivos que se producen en la reacción.

Incidentes como el lanzamiento de bombas atómicas sobre Hiroshima y Nagasaki en los últimos días de la Segunda Guerra Mundial y, por supuesto, el incidente de Chernobyl de 1986, han dejado los horrores de la radiación persistentes en nuestras mentes.

Sin embargo, la fusión nuclear no produce residuos nucleares de larga vida.

Un reactor de fusión, por el contrario,  produce helio, el gas inerte que constituye el 25% de todos los átomos del universo.

Durante la fusión nuclear también se genera y consume un elemento radiactivo llamado tritio, pero su vida media es tan corta (poco más de 12 años, en comparación con los 700 millones de años del uranio apto para reactores) que presenta poco riesgo a largo plazo.

Las partículas beta producidas por el tritio también tienen muy poca energía, lo que significa que no pueden perforar la piel humana. El tritio también se usa en muchos objetos cotidianos, incluidas las manecillas brillantes de algunos relojes.

¿Es costosa la fusión nuclear?

La asombrosa arquitectura necesaria para los reactores de fusión es, por decirlo suavemente, bastante costosa. Se estima que el proyecto ITER en sí costará un total de 65 mil millones de dólares, y esto es solo para demostrar que los reactores de fusión son una opción viable para generar energía.

Sin embargo, una vez que comparas la fusión con el dinero que aún se invierte en combustibles fósiles, de repente parece mucho más barato. Según el FMI, la quema de carbón, petróleo y gas fue subvencionada con 5,9 billones de dólares en 2020.

El principal problema de fusión es que ha tardado muchísimo en empezar a producir resultados, después de haber languidecido en el ámbito de la teoría durante décadas. Esto ha provocado menos fondos de los gobiernos, con políticos que no están dispuestos, o no pueden, comprometerse a invertir en algo que ni siquiera sería posible a muy largo plazo (cuando ni siquiera estén vivos).

¿Podría la fusión nuclear destruir la tierra?

La fusión nuclear, aunque es capaz de generar enormes cantidades de energía (mucho más que la fisión nuclear), no puede destruir la tierra.

Digamos, por ejemplo, que una reacción de fusión nuclear se salió de control y de alguna manera destruyó la instalación que la contenía. Esto también destruiría el hardware que mantiene las condiciones extremas necesarias para que se produzca la fusión.

Por lo tanto, una reacción de fusión nuclear fuera de control comenzaría a contenerse muy rápidamente: simplemente no es posible que la fusión ocurra fuera de entornos altamente específicos.

Fue, sin duda, una vez una preocupación en los primeros días de la energía nuclear: los científicos realmente se preguntaban si una explosión nuclear encendería la atmósfera del planeta. Afortunadamente, incluso las bombas nucleares más grandes no son capaces de ese nivel de destrucción.

Conclusión

Fusión bien podría ser la respuesta a nuestra necesidad apremiante de energía limpia, pero la pregunta sigue siendo: ¿es demasiado poco,  demasiado tarde y quizá peligrosa?

Necesitamos alejarnos urgentemente de los combustibles fósiles, pero la realidad es que la fusión aún está lejos. Al menos en términos de uso comercial generalizado, de todos modos.

Por el momento, la fusión es una perspectiva que podría salvar a la humanidad de nuestra dependencia de la energía fósil.

Sin embargo, hasta que se convierta en realidad, otras fuentes de energía renovable, como los paneles solares, son nuestra mejor opción para generar electricidad sostenible.