La noticia se hizo pública ayer 13 de diciembre, tras verificarse los datos. Una semana y media antes, el día 5 de diciembre de 2022, un equipo del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) en California, EEUU, ha logrado un hito tecnológico sin precedentes: conseguir la llamada ‘ignición’ en un proceso de Fusión Nuclear artificial, emulando a pequeña escala lo que todas las estrellas del Universo hacen en sus núcleos, fusionar núcleos de hidrógeno produciendo más energía de la que cuesta inducir esa reacción.

Hasta ahora, y desde hace décadas, inducir la fusión nuclear en la Tierra requería unas condiciones físicas que consumían más energía que la que esa reacción producía. Pero por primera vez, los investigadores del LLNL han empleado 2,05 megajulios (MJ) para desencadenar la fusión de núcleos y dicen haber obtenido 3,15 MJ. Es decir, una ganancia neta de 1,1 MJ.

Valorando el alcance histórico del hito, los especialistas advierten de que todavía queda mucho recorrido hasta que la energía de fusión nuclear pueda usarse de manera controlada y suministrar electricidad a la red. “La ignición es el primer paso”, han explicado los científicos del LLNL. A partir de aquí “hay que hacer muchas cosas para comercializar esta energía”, han añadido. Entre ellas, hay que conseguir muchas igniciones por minuto y el material “resistente” para poder hacerlo. “Tomará alguna década de inversiones, pero no creo que sean seis ni cinco”, han vaticinado.

“Esto ha llegado después de 60 años de experimentación”, ha dicho la subsecretaria de Seguridad Nuclear de EEUU, Jill Hruby, para subrayar el largo camino científico seguido hasta este momento. “Se ha llegado por el trabajo acumulado que se ha hecho antes. Y el incansable esfuerzo de cientos de personas”.

.

El éxito del confinamiento inercial mediante láser

Este histórico hito tecnológico se ha conseguido en el Lawrence Livermore mediante la técnica del confinamiento inercial. Propuesta en los años 70, esta estrategia trata de calentar cantidades muy pequeñas de materia, apenas miligramos de hidrógeno −específicamente de sus isótopos deuterio y tritio− contenidos en cápsulas de milímetros, hasta lograr las mismas condiciones de temperatura y densidad que se dan en el Sol.

Y lo hace mediante pulsos de apenas nanosegundos (0,000000001 segundos) de láseres de alta energía. Hasta 192 rayos láser convergen en el centro de una esfera gigante para hacer implosionar la diminuta cápsula de combustible con isótopos de hidrógeno.

«El láser deposita su energía en la capa externa de la cápsula con el hidrógeno, y provoca la expansión de dicha capa. Por ‘efecto cohete’ −recordemos que en un cohete el gas sale hacia el suelo y el cohete sube hacia el cielo− el resto de la masa del blanco se comprime rápidamente hacia dentro: una implosión. Una vez logradas las condiciones de temperatura en el centro del hidrógeno, comenzarán en él las reacciones de fusión nuclear», explicaba hace unos meses José Manuel Perlado Martín, presidente del Instituto de Física Nuclear Guillermo Velarde, a la agencia SINC.

«El tiempo de confinamiento dura solo 0,1 nanosegundos. Pero si se pudiera conseguir mediante más pulsos de láser, repetir ese mecanismo diez veces por segundo, ¡ajá!: entonces tengo energía y potencia suficientes como para pensar seriamente en una planta generadora de energía eléctrica», dice Perlado. La viabilidad de este mecanismo es lo que han conseguido demostrar en el Lawrence Livermore de EEUU, obteniendo por primera vez una ganancia neta de energía.

Europa y China también en la carrera por la Fusión Nuclear artificial.

El éxito del Lawrence Livermore National Laboratory demuestra la viabilidad del método del confinamiento inercial por láser, y da a EEUU ventaja en la verdadera «carrera especial» que hay en torno a conseguir un «sol artificial» experimental que pueda replicar las reacciones de fusión nuclear que se dan en el Sol, y que tiene una temperatura de 15 millones de grados centígrados. Pero para ello hay que conseguir estabilizar ese plasma de forma segura.

Otros megaproyectos internacionales intentan conseguir lo mismo -la fusión eficiente de núcleos de hidrógeno que de lugar a una ignición controlada- mediante una estrategia diferente, el llamado confinamiento magnético.  En este método, es un campo magnético el que atrapa las partículas eléctricamente cargadas del plasma.

El dispositivo que genera ese campo magnético tiene forma toroidal. Se llama Tokamak y fue concebido en los años 50 por ingenieros soviéticos. Eso es precisamente el ITER, el reactor experimental internacional cuya construcción arrancó en 2013 Cadarache (Francia) y cuya culminación se espera para 2025. En este proyecto colaboran China, la Unión Europea, Estados Unidos, Rusia, India, Japón y Corea del Sur, entre otros países. El presupuesto comprometido supera los 22.000 millones de euros, fundamentalmente de dinero público.

Los problemas técnicos por superar son comunes a las dos opciones de confinamiento, la del láser y la magnética: los materiales, los sistemas de refrigeración, la reproducción del Tritio (isótopo inexistente en la naturaleza y que hay que fabricar in situ), y hasta hace poco muchos expertos situaban la consecución de la fusión fría a la década de los 50 o los 70 de este siglo. Pero quizá el éxito del LLNL pueda adelantar décadas esta cima.

Justamente España está llamada a tener un papel destacado en el desarrollo de la fusión fría. Nuestro país espera la financiación europea para la construcción del Laboratorio Nacional de Fusión IFMIF-DONES en Granada, que deberá, entre otros cometidos, investigar de los materiales idóneos para este tipo de reactores.