La fusión nuclear sigue rompiendo récords: cada vez genera más energía, pero aún hay un problema que nadie puede superar

Dentro del Instituto Joint European Torus (JET) del Reino Unido, el reactor de fusión nuclear produjo un récord de energía al alcanzar los 69 megajulios. Hasta principios de 2022, el límite al que JET había llegado era de 22 megajulios, un caso similar al del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), que a finales de 2022 registró un máximo de tres megajulios.

Este es un gran paso hacia un mundo con energía nuclear por fusión ilimitada. JET ha demostrado tener avances realmente significativos, superando al DOE casi siete veces. Aunque persiste un problema.

Fusión

El reto de la energía nuclear producida por fusión es que hasta ahora no se ha logrado obtener más energía de la que se necesita para provocar la fusión. A este desafío se le conoce como «ignición» o «break-even», en inglés.

Representación atómica.

Para producir energía por fusión, se necesitan al menos dos núcleos, como de deuterio y tritio, para combinarse y formar un núcleo más pesado, liberando una gran cantidad de energía en el proceso. Sin embargo, lograr que la reacción produzca más energía de la que se consume para iniciarla y mantener la fusión es un desafío técnico e intelectual muy complejo.

Uno de los retos que los científicos deben sortear para encontrar un sistema de fusión nuclear eficiente es el equilibrio entre presión y temperatura. Para que ocurra la fusión nuclear, los núcleos deben colisionar a velocidades que superen la repulsión eléctrica entre ellos, una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Esto requiere temperaturas realmente altas, del orden de millones de grados Celsius, provocando un incremento en la presión.

Además, la pérdida de energía también es importante. Durante la fusión, se producen filtraciones de energía en forma de radiación y partículas. Se necesita superar estas pérdidas manteniendo el plasma en un estado de alta densidad y temperatura durante el tiempo necesario para lograr la fusión, de tal manera que la energía liberada por la fusión supere a la energía consumida para mantener el proceso.

Fisión

Reactor Crocus, en Suiza.

Hasta la fecha, no se ha logrado superar ese umbral y la energía necesaria para provocar fusión sigue superando a la liberada por el efecto. En otras palabras, aún no se ha alcanzado un punto en el que la fusión nuclear sea una fuente de energía por completo.

Asimismo, la fusión nuclear se considera más limpia y segura que la fisión. Para empezar, la fusión utiliza productos de reacción como helio e hidrógeno, los cuales son abundantes y relativamente sencillos de manipular. Además, estos materiales son mucho más seguros que los combustibles utilizados para la fisión, como el uranio y el plutonio, que son complicados de conseguir.

En cuanto a la seguridad, la fisión nuclear puede provocar una reacción en cadena descontrolada que provoque catástrofes como la de Chernóbil o Fukushima. Los reactores de fusión no pueden generar esa reacción y no producen subproductos altamente radiactivos que contaminen el ambiente. Por lo tanto, alcanzar la fusión nuclear eficiente sería todo un hito para la física moderna, sin olvidar que sería una fuente de energía limpia realmente efectiva y comercialmente viable.