Avances en energía de fusión: ¿nuestro futuro energético?

La fusión nuclear es el proceso que genera la energía del Sol y de todas las estrellas del universo. Esta reacción, si se lograra replicar en la Tierra, podría ofrecer una fuente inagotable de energía limpia, segura y accesible, capaz de cubrir las crecientes demandas energéticas de todo el mundo.

La fusión nuclear podría ser la clave para un futuro energético sostenible. Aunque todavía queda mucho camino por recorres, los avances actuales nos acercan cada vez más a la posibilidad de contar con reactores de fusión que proporcionen energía ilimitada. Veamos los avances en este campo.

La fusión nuclear

La fusión nuclear ocurre cuando dos núcleos atómicos ligeros se combinan para formar un núcleo más pesado, al tiempo que liberan una gran cantidad de energía. Este proceso tiene lugar en un estado especial de la materia llamado plasma. Este tiene propiedades que lo distinguen de los estados de la materia que encontramos habitualmente, como los sólidos, los líquidos y los gases.

Para que la fusión ocurra, los núcleos atómicos deben colisionar a temperaturas extremadamente altas, superiores a los 10 millones de grados Celsius. Esto permite a los núcleos superar su repulsión eléctrica y acercarse lo suficiente para que la fuerza nuclear los una, provocando la fusión.

Recrear este proceso en la Tierra no es sencillo, ya que requiere condiciones extremas similares a las del interior del Sol. Los reactores de fusión que se están desarrollando actualmente utilizarán una mezcla de deuterio y tritio. Dentro del reactor, estos núcleos se fusionarán, generando helio y liberando neutrones, lo que produce una liberación de energía.

El principal obstáculo de la fusión nuclear es alcanzar y mantener las condiciones necesarias para que los núcleos se fusionen. Requiere temperaturas y presiones increíblemente altas, así como mantener el plasma confinado en un espacio pequeño durante el tiempo suficiente para que las colisiones tengan lugar.

Avances destacables actuales

En los últimos años, ha habido avances significativos en la investigación y el desarrollo de la energía de fusión que podrían acercarnos a su utilización comercial. Entre los hitos más destacados se encuentran:

• Proyectos de Reactores de Fusión: instituciones como el ITER (Reactor Experimental Termonuclear Internacional) en Francia están trabajando para demostrar la viabilidad de la fusión nuclear en grandes escalas. El ITER pretende ser el primer reactor en lograr un balance positivo de energía, es decir, que produzca más energía de la que consume.
• Innovaciones Tecnológicas: empresas privadas como Helion Energy y TAE Technologies están desarrollando reactores de fusión más compactos y eficientes. Estas innovaciones buscan reducir los costos de construcción y operación, así como los tiempos necesarios para alcanzar la fusión.
• Logros en Plasma: la investigación sobre el control del plasma, el estado de la materia necesario para la fusión, ha avanzado considerablemente. La capacidad para mantener el plasma estable y a temperaturas extremas es fundamental para que la fusión sea una realidad.
• Colaboración Internacional: la creciente inversión en tecnologías de fusión por parte de gobiernos y entidades privadas está acelerando la investigación. Colaboraciones internacionales también están jugando un papel crucial, ya que permiten compartir conocimientos y recursos.

Un paso más cerca

Un grupo de científicos logró un avance significativo en la producción de energía a través de la fusión nuclear. Este hito tuvo lugar en el laboratorio Joint European Torus (JET), en Reino Unido. El éxito de este proyecto fue posible después de 40 años de ardua investigación.

Durante el experimento más reciente, el reactor JET produjo 69 megajulios de energía en tan solo cinco segundos. Aunque esta cantidad es suficiente solo para calentar cuatro o cinco baños, representa un avance muy importante ya que muestra la posibilidad real de recrear la fusión nuclear.

Comparado con pruebas anteriores, este resultado triplicó la cantidad de energía generada. Aunque todavía estamos lejos de producir energía a escala comercial, cada nuevo experimento aporta un paso hacia ese objetivo.

Un avance decisivo

En abril de 2024, un grupo de científicos de Corea del Sur anunció un nuevo récord mundial en el campo de la fusión nuclear. Lograron mantener temperaturas de 100 millones de grados Celsius, durante 48 segundos. Esa temperatura es siete veces mayor a la del núcleo del Sol.

El dispositivo de investigación de fusión empleado fue el KSTAR. Se le apodó como “sol artificial”, en el Instituto Coreano de Energía de Fusión (KFE). Las pruebas se realizaron entre diciembre de 2023 y febrero de 2024. El equipo logró superar su propio récord de 30 segundos en 2021.

Para lograr este avance, los científicos incluyeron el uso de tungsteno en los desviadores. Estos son los componentes que extraen el calor y las impurezas generadas durante la fusión.

El objetivo a corto plazo de KSTAR es aumentar este tiempo a 300 segundos para el año 2026. Esto marcaría un punto de inflexión en el camino hacia la comercialización de la energía de fusión.

Conclusión

A pesar de todo, la comercialización de la fusión nuclear aún enfrenta importantes obstáculos. Esta tecnología aún no está lista para abordar la crisis climática. Sin embargo, si el progreso continúa, la fusión nuclear podría formar parte de las energías limpias hacia la segunda mitad del siglo XXI.

Con todo, los desarrollos recientes han renovado la esperanza de que en las próximas décadas la energía de fusión pueda convertirse en una fuente primaria de energía para el planeta.

Lecturas recomendadas

Energía de fusión, presente y futuro

Fusión nuclear, energía de futuro