La fusión nuclear es un proceso en el cual dos núcleos atómicos ligeros, generalmente isótopos de hidrógeno como el deuterio y el tritio, se fusionan para formar un núcleo más pesado, liberando así una enorme cantidad de energía. Este proceso es similar a lo que ocurre en el corazón del Sol, donde las condiciones extremas de temperatura y presión permiten a los núcleos de hidrógeno fusionarse en helio.
Vista en corte de la infraestructura Iter. El tokamak visible en el centro-izquierda.
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Una de las principales ventajas de la fusión nuclear es que utiliza combustibles abundantes y accesibles. El deuterio puede ser extraído del agua de mar, mientras que el tritio puede ser producido a partir del litio, que también es ampliamente disponible. La fusión no produce gases de efecto invernadero, lo que la convierte en una fuente de energía mucho más limpia. Tiene el potencial de proporcionar una cantidad casi ilimitada de energía debido a la naturaleza casi ilimitada de sus combustibles.
Un solo gramo de combustible de fusión puede producir tanta energía como varias toneladas de carbón. Comparada con la fisión nuclear, la fusión produce muchos menos desechos radiactivos, y aquellos que se producen tienen una vida útil mucho más corta. Esto significa que los desafíos relacionados con el almacenamiento y la gestión de los desechos nucleares se reducirían considerablemente.
Para que la fusión de dos átomos ocurra, es necesario superar la repulsión de los electrones situados en la periferia de los átomos y luego la repulsión de los propios núcleos, ya que las cargas del mismo signo se repelen. En el corazón del Sol, la intensa gravedad ejerce una presión colosal que permite superar estas barreras electrostáticas. Esta presión aplasta los átomos juntos a pesar de sus repulsiones, permitiendo así que los núcleos se fusionen y liberando por este proceso una enorme cantidad de energía.
En el caso de un reactor de fusión, los núcleos deben ser suficientemente calentados para superar la repulsión electrostática entre ellos. Esto requiere temperaturas del orden de varios millones de grados Celsius. Actualmente se están explorando dos técnicas principales para confinar el plasma (el gas caliente donde ocurre la fusión) y mantener estas condiciones extremas: el confinamiento magnético y el confinamiento inercial.
Fusión del deuterio y el tritio - Imagen Wikimedia
El confinamiento magnético es utilizado en dispositivos como el tokamak, donde potentes campos magnéticos se utilizan para confinar el plasma en forma de toroide (un anillo). El confinamiento inercial implica el uso de láseres o haces de partículas para comprimir una pequeña bola de combustible de fusión a densidades y temperaturas muy altas.
A pesar de sus promesas, la fusión nuclear sigue siendo técnicamente compleja. Es necesario mantener las condiciones extremas requeridas para la fusión de manera estable y controlada, desarrollar materiales capaces de resistir las intensas condiciones dentro de un reactor de fusión, y hacer que el proceso sea económicamente viable para la producción de energía a gran escala. Más simple: que el reactor libere más energía de la que consume para su funcionamiento.
Proyectos como ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) en Francia están en marcha para demostrar la viabilidad de la fusión nuclear a una escala industrialmente exploitable. Si estos esfuerzos tienen éxito, podrían revolucionar la manera en que producimos y consumimos energía, ofreciendo una solución sostenible y limpia a largo plazo.