La fusión nuclear se ha convertido en uno de los mayores retos para los científicos, no solo de Estados Unidos, sino también de gran parte del mundo. Recientemente, unos científicos estadounidenses anunciaron haber logrado una fusión nuclear con ganancia neta de energía. Sin lugar a dudas, este se trata de una avance muy importante en esta materia y los encargados de esta hazaña fueron científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California.
Gracias a este avances tecnológico, los científicos serán capaces de generar energía a menor coste, pero además de esto, mucho más limpia. Es es gracias a que se utilizan átomos de hidrógeno, un recurso que resulta muy abundante sobre la tierra. Esta tecnología, sin lugar a dudas, puede llegar a cambiar por completo la forma en la que se genera energía y, además, reducir la contaminación de manera considerable.
En este artículo, vamos a hablar un poco más sobre lo que es la fusión nuclear, sus beneficios y lo importante que es esta tecnología para el planeta.
¿Qué es la fusión nuclear?
Una fusión nuclear es una reacción nuclear que se obtiene a partir de la fusión de nos núcleos de átomos ligeros. El resultado de esto es la creación de núcleo más pesado, pero también una increíble generación de energía. Por supuesto, esto a simple vista puede llegar a parecer algo sencillo, pero la realidad que crear una fusión nuclear es algo tremendamente difícil y costoso.
Este es un proceso natural que se genera en el sol y que científicos de todo el mundo han tratado de replicar sin demasiado éxito, al menos hasta ahora. Nuestro sol genera una fusión nuclear natural gracias a átomos de hidrógenos, el cual genera cantidades abismales de energía, las cuales podemos sentir como luz y calor. Pero en la tierra, esto no es nada sencillo, especialmente porque se suele consumir más energía de la que se genera.
Científicos de todo el mundo tienen décadas intentando generar energía a través de la fusión nuclear y ahora lo han conseguido. Y es que, el camino que han seguido ha sido bastante difícil, pero el principal problema que han tenido ha sido las limitaciones tecnológicas de épocas anterior. A día de hoy, se cuenta con la tecnología adecuada para lograrlo, pero no a gran escala.
¿Cómo se logró crear una fusión nuclear con ganancia neta de energía?
Luego de más de 60 años de investigación, ingeniería, desarrollo y pruebas, los científicos pudieron lograr esta hazaña. La forma en la que lo lograron fue dirigiendo un total 192 láseres con un pequeño objetivo, en el que se encontraba una cápsula con deuterón y tritón. La cápsula se calentó a unos 3 millones de grados centígrados, lo que ocasionó la reacción.
Los científicos buscaban simular por un breve periodo de tiempo, las condiciones de una estrella, lo que permitió la ignición. Por supuesto, esto solo un pequeño avance, ya que para hacer que se pueda comercializar, es necesario que se replique esto masivamente y generar varias igniciones por minuto. El proceso de fusión nuclear con ganancia neta de energía es similar al que ocurre en las armas nucleares, por supuesto, en este caso es controlada.
La NNSA, en la voz de Marvin Adams ha dicho que este tipo de hallazgos y logros serán de gran utilizada para el programa de disuasión de armas. De esta manera, se logrará demostrar el liderazgo de los Estados Unidos en tecnología armamentística.
Durante este trabajo, los científicos introdujeron 2 megajulios, energía necesaria para conseguir la ignición. Como resultado, obtuvieron 3,15 megajulios, logrando así una ganancia neta de energía. En términos porcentuales, se obtuvo un 58% más energía de la que se consumió, lo cual es un logro bastante importante. Por supuesto, esto es solo el primer paso y es posible llegar a obtener mucha más energía con una mejor tecnología.
Aun falta más investigación, pero el proyecto va muy bien encaminado y ya se están empezando a ver los resultados. Estados Unidos espera poder disponer de energía obtenida mediante una fusión nuclear lo más pronto posible. Desafortunadamente, a esta tecnología aún le queda un buen tiempo hasta que sea capaz de comercializarse de manera masiva.
¿Por qué hay tanto interés por parte de los científicos en este tipo de tecnología?
Los científicos están muy interesados en sacar este tipo de tecnología adelante y la razón son los grandes beneficios que esta brinda. Tal y como ya mencionamos, hay gran interés por parte de los científicos de todo el mundo y esto se nota en todas las décadas invertidas en su investigación. Tal y como ya mencionamos, el principal atractivo que ofrece la fusión nuclear es que es una fuente inagotable de energía. Al ponerse en práctica de forma masiva, los problemas energéticos mundiales van a ser historia.
Adicionalmente, tenemos que es una fuente de energía completamente limpia y no genera residuos radioactivos en comparación a las fuentes de energía más actuales. Así que, esta tecnología permitirá obtener grandes cantidades de energía y a la vez se ayuda al medio ambiente. A pesar de que puede resultar costoso en un principio, permitirá generar energía de forma constante y de manera más eficiente que las centrales nucleares actuales. Además, es probable que esto se convierta en parte de la política energética de muchos países.
¿Es lo mismo una fusión nuclear a una fisión nuclear?
Algunas personas suelen tener la creencia que una fisión nuclear y una fusión nuclear son lo mismo, pero la realidad es que son reacciones totalmente diferentes. De hecho, se puede decir que son fenómenos físicos contrarios, ya que, a pesar de que su objetivo es generar grandes cantidad de energía, el proceso es diferente.
La fisión nuclear se obtiene energía mediante un átomo que se rompe en partes más pequeñas, lo que hace que se libere un gran cantidad de energía. Para ello, es necesaria una reacción en cadena de pequeñas explosiones para la generación de energía. Por su parte, la fusión se basa en la unión de los átomos al ser sometidos a unas condiciones específicas.
Otra de las principales diferencias que podemos encontrar es la generación de residuos radioactivos, ya que la fisión deja una gran cantidad de estos que deben ser desechados de forma segura. Por su parte, la fusión nuclear no genera desechos radioactivos, lo que hace que sea un forma mucho más práctica y limpia para generar energía.
¿Cuáles son los principales beneficios que ofrece una fusión nuclear con ganancia neta de energía?
Este tipo de energía cuenta con una gran cantidad de beneficios que hacen que sea una de las mejores opciones que tiene la humanidad. Entre los principales beneficios o ventajas que ofrece la fusión nuclear, podemos mencionar las siguientes.
Suministro eléctrico ilimitado
Una de las principales cosas que hacen que la fusión nuclear sea una de las opciones más atractivas a día de hoy es el hecho de que puede convertirse una fuente ilimitada de energía. Debido a que esta tecnología se utilizan dos isótopos de hidrógeno, un componente que abunda en el planeta, se dispondrá de energía inagotable.
El hidrógeno se encuentra principalmente en el agua y este es uno de los recursos más abundantes en el planeta, lo que hace que sea una de las mejores alternativas. Así que, se puede producir energía durante 24 horas, los 365 días del año sin parar. Esta es la principal razón por la que muchos gobiernos están invirtiendo activamente en el desarrollo de esta tecnología.
Es respetuoso con el medio ambiente
Otra de las principales ventajas que brinda es que es amigable con el medio ambiente a diferencia de otras opciones, como termoeléctricas, carbón y otras. Esta es una energía completamente limpia que no generan gases que puedan llegar a afectar el medio ambiente. Esto hace que sea una de las mejores opciones para generar energía a día de hoy.
Funciona de una manera similar a las centrales nucleares, pero con una eficiencia mucho mayor, lo que permitirá tener grandes cantidades de energía sin temor a dañar el planeta.
Seguridad
A pesar de lo que algunas personas puedan creer, la realidad es que el funcionamiento de esta energía es bastante segura, al igual que ocurre con la energía nuclear. Además, es probable que se establezcan una serie de regulaciones que permitan hacer de esta tecnología mucho más segura.
Residuos radioactivos
La energía nuclear, así como la fusión nuclear, generan ciertos residuos radiactivos, los cuales no son un peligro para las personas. Además, a día de hoy, hay muchos protocolos mediante los cuales se manejan de manera segura este tipo de desechos. En cualquier central nuclear, los desechos son individualizados y almacenados en lugares especiales para contener dicha radiación.
Adicionalmente, es probable que esta se encuentren altamente reguladas y supervisadas por los organismos competentes, los que garantizarán el seguro manejo de esto. Así que, esto no tiene que ser una preocupación para las personas. La centrales nucleares actuales tienen años funcionando sin problemas, por lo que nuevas centrales de fusión nuclear funcionarán de igual forma.
Los láseres han sido la clave para lograr esta fusión nuclear
En esta tecnología, los láseres juegan un papel muy importante, ya que permiten alcanzar la temperatura adecuada para lograr la fusión. Durante este experimento, se utilizaron un total de 192 láseres, los cuales apuntaban a un tubo hueco, el cual mide tan solo unos centímetros. Dentro de este tubo, se encontraba una cápsula de dos milímetros, en las cuales había deuterio y tritio, los cuales tenían a su alrededor, carbón de alta densidad.
Los láseres se encargaron de calentar el interior del tubo, lo que hace que se produzcan rayos x, los cuales calientan el material exterior, el cual es despedido en una especie de explosión. El titio, deuterio y el carbón se mueven hacia dentro, lo que ocasiona un implosión en forma de esfera, la cual se contrae de manera uniforme. En el momento que el centro alcanza las condiciones adecuadas, se crea la reacción de fusión.
La importancia que tienen los láseres es vital, de hecho, es el alma del experimento. Para obtener mejores resultados, los científicos han dicho que es posible cambiar la configuración de los mismos, agregar más o cambiar por completo la forma en la que se lleva a cabo. Pero si hay una variable que se mantiene, son los láseres y es que son los que permiten alcanzar la temperatura adecuada para lograr la fusión nuclear.
¿Cuándo estará disponible esta tecnología?
Esta es un tecnología bastante prometedora, pero la realidad es que, a pesar de que se han hecho grandes avances en la materia, aún falta bastante tiempo para que se materialice. Según los propios científicos, aún faltan varias décadas para que energía generada a partir de la fusión nuclear pueda comercializarse. Las razones no se deben solo a que se requiere de una enorme inversión en infraestructura para conseguirlo, sino también a las limitaciones tecnológicas actuales.
En este sentido, tenemos que falta esperar bastante tiempo antes de que se pueda comercializar energía relacionada con esta reacción. La fusión nuclear con ganancia neta de energía es el primer paso para conseguir energía limpia y que fuese amigable con el medioambiente. Y es que, incluso si se destinan una gran cantidad de recursos y se redoblan esfuerzos para lograrlo, aún estarían décadas para poder lograrlo.
Adicional a la tecnología, para poder empezar a producir este tipo de energía, es necesario diseñar nuevas centrales, lo cual tomará varios años. Incluso, en el caso de que sea posible adaptar una existente, va a llevar mucho tiempo, ya que hay muchos elementos de seguridad y cálculos que hay que tener en cuenta. Es por estas razones que actualmente esta tecnología no es viable para las personas.
Una vez que empiece a comercializarse y se cree la tecnología necesaria para crear centrales de fusión nuclear, será cuestión de tiempo para que empiece a replicarse en todo el mundo. Unas décadas después, es probable que se convierta en la principal fuente de energía, al menos en países europeos, asiáticos y norteamericanos. Los países más pobres, probablemente tarden más en adoptar este tipo de energía, sin embargo, está claro que la fusión nuclear es el futuro.