La energía que mantiene encendido al Sol y al resto de los astros podría ser una solución para el apremiante problema del cambio climático. Por eso, los avances con las investigaciones de energía de fusión nuclear son más interesantes que nunca. Y es que esta energía no solo sería sostenible y con bajas emisiones de CO2 sino que, además, todo apunta a que es segura. De hecho, un nuevo experimento en Oxford (Reino Unido) ha logrado multiplicar por diez el calor del Sol, tal y como anunciaron este miércoles.

Últimamente los científicos están mostrando sus avances. Es más, ahora sabemos que investigadores europeos conseguían en Oxford un gran avance para la energía de fusión nuclear al alcanzar el récord de energía de fusión de 59 megajulios, mantenida durante 5 segundos en las instalaciones del Joint European Torus (JET, por sus siglas en inglés). Esto es importante porque la última vez que se consiguió un hito histórico en esta instalación fue en 1997 cuando se consiguió una energía de fusión de 21,7 megajulios.

Pero es que a finales de enero desde el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) en Estados Unidos publicaron un estudio en el que explican sus alentadores resultados. Habían conseguido dar un paso crítico: crear plasma ardiente alimentado por la fusión nuclear que estaba lo suficientemente caliente como para permitir más fusión nuclear. Es decir, el plasma llegó al punto necesario de calor para generar energía que, en el futuro, esperamos poder extraer y utilizar.

La fusión nuclear: ¿qué es?

Foto por Jakob Madsen en Unsplash

Ahora hablemos de qué es la fusión nuclear y cómo nos puede ayudar a combatir el cambio climático. Para entender este tipo de energía hay que empezar diciendo que la energía nuclear que tenemos ahora es de fisión. Y, por tanto, la fusión es otra cosa totalmente diferente.

Mientras la fisión nuclear consiste en dividir el núcleo de un átomo pesado, generalmente de los isótopos uranio 235 o plutonio 239; la fusión consiste en unir dos núcleos de átomos ligeros, como pueden ser los isótopos del hidrógeno (deuterio y tritio). Estos dos procesos liberan mucha energía; pero en el segundo caso se genera mucha más. De hecho, como decíamos al principio, la fusión nuclear es el proceso por el que el Sol se mantiene encendido.

La fusión nuclear es el proceso por el que el Sol (y otras estrellas) se mantiene 'encendido'

La fusión nuclear está llamada a "convertirse en una fuente de generación eléctrica ilimitada, segura y utilizando pequeñas cantidades de combustible", indican en un comunicado de prensa del CIEMAT. Y es que al unirse los isótopos del hidrógeno forman otro más pesado, "liberando enormes cantidades de energía". De hecho, las temperaturas en el interior del reactor son diez veces mayores que las del núcleo del Sol.

"El deuterio y el tritio se fusionan a una temperatura de 150 millones de grados Celsius. En la reacción se libera helio (dos neutrones y dos protones), que es un gas no nocivo, y un neutrón de alta energía. El neutrón sirve para transportar la energía de fusión hacia los componentes de la pared del dispositivo, donde se deposita en forma de calor; mientras que el helio calienta el combustible circundante para mantener las condiciones de fusión", explican desde el CIEMAT.

Del Sol a la Tierra

La fusión nuclear en la naturaleza la vemos en las estrellas: enormes bolas de fuego suspendidas en el universo. Pero en la Tierra es difícil reproducirlo a una escala mucho más reducida. Por eso está llevando muchos años de investigación. El CIEMAT explica el proceso que se da en la instalación del JET de la siguiente manera:

"La estrategia basada en el confinamiento magnético, que es la utilizada por el JET y también ITER, requiere calentar los núcleos reaccionantes a temperaturas unas 10 veces mayores que la del centro del Sol (estimada en unos 15 millones de grados Celsius) y aislarlos térmicamente del ambiente circundante mediante un intenso campo magnético (unas 100.000 veces el campo magnético terrestre). La materia a esas temperaturas extremas consiste en un gas altamente ionizado llamado plasma. Una central de fusión comercial utilizaría la energía producida por las reacciones de fusión para generar electricidad".

En definitiva, la idea es crear algo similar a un Sol en miniatura que esté continuamente liberando energía que podamos extraer y utilizar. Además, "un kilogramo de combustible de fusión contiene unos diez millones de veces más energía que un kilogramo de carbón, petróleo o gas; y su uso no libera gases de efecto invernadero", indican desde el CIEMAT. Esto implicaría que dejaríamos de ser dependientes del carbono y lo cambiaríamos por una energía menos contaminante para la Tierra.

En este vídeo compartido en Twitter por la institución británica se puede apreciar cómo fue el experimento. Y los cinco últimos segundos corresponden al momento en el que marcaron un nuevo hito en las instalaciones de JET:

https://twitter.com/UKAEAofficial/status/1491381459181248515?s=20&t=3kMORErooVr8mE9a1zOVng

La fusión nuclear tiene nombre de mujeres españolas

En el experimento de Reino Unido han participado dos investigadoras españolas del CIEMAT: Elena de la Luna y Emilia Rodríguez Solano

Volvamos ahora Reino Unido por un momento. Y es que hay en el JET han trabajado dos investigadoras españolas del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT): Elena de la Luna y Emilia Rodríguez Solano. La primera ha actuado como uno de los jefes de grupo (task force leaders) de la campaña experimental; mientras que Rodríguez Solano ha sido coordinadora científica de varios experimentos.

"Este hito histórico obtenido en JET es el resultado de los avances de mas de dos décadas en la investigación en fusión nuclear en Europa y contribuye a la preparación del proyecto internacional ITER, que es uno de los pilares del plan estratégico de EUROfusion para el desarrollo de la energía de fusión".

En definitiva, camino no está siendo fácil; pero los grandes avances que se están viendo podrían indicar que la energía de fusión nuclear está cada vez más cerca. No sabemos todavía si llegará a tiempo para evitar los efectos del cambio climático; pero sería una gran baza a la hora de deshacernos de las energías no renovables, es decir, aquellas que más CO2 emiten a la atmósfera.