¿Dónde se ha conseguido la fusión nuclear?

El 5 de diciembre de 2022 los investigadores de la National Ignition Facility (NIF) del Lawrence Livermore National Laboratory de California consiguieron por primera vez el hito de producir energía neta de una reacción de fusión.

Un ejemplo de reacciones de fusión son las que tienen lugar en el sol, en las que se produce la fusión de núcleos de hidrógeno para formar helio, liberando en el proceso una gran cantidad de energía en forma de radiación electromagnética, que alcanza la superficie terrestre y que percibimos como luz y calor.

El ITER lleva en construcción desde 2010 y, si nada se tuerce, se encenderá a finales de 2025. Los primeros años se dedicarán a estudiar el confinamiento del plasma y la primera reacción de fusión entre tritio y deuterio no se espera hasta 2035, como pronto.

LA FUSIÓN EN LA NATURALEZA

Y es que la fusión nuclear es la base energética de las estrellas. Estas reacciones se generan constantemente en el Sol, el centro del Sistema Solar, y generan la energía responsable de que brille y emane calor, lo cual hace posible el desarrollo de la vida en el planeta Tierra.

Si se consiguiera replicar en la Tierra, la fusión nuclear podría proporcionar una cantidad prácticamente ilimitada de energía limpia, segura y asequible para satisfacer la demanda energética mundial.

Hacia 1920, Arthur Eddington anticipó el descubrimiento y el mecanismo de los procesos de fusión nuclear en las estrellas, en su artículo La constitución interna de las estrellas.

Desventajas de la energía nuclear

Las desventajas de esta energía tienen lugar debido a que los procesos nucleares de los átomos liberan una alta cantidad de calor y desechos radiactivos, lo que puede producir daño a la salud de los seres humanos y otros seres vivos.

Se estima que para 2040 estará terminado todo el proyecto de investigación. El ITER producirá diez veces más que la energía requerida como combustible. Los socios del proyecto ITER, liderados por la Unión Europea, son Estados Unidos, China, Rusia, Japón y Corea del Sur.

Los siete socios que participan en el proyecto ITER son la Unión Europea, Japón, Estados Unidos, India, China, Rusia y Corea del Sur, que firmaron un acuerdo para la construcción de este reactor experimental de fusión nuclear cuyo objetivo es demostrar la viabilidad tecnológica y científica de la energía de fusión con ...

La energía liberada en los procesos de fisión del U-235 es, en media, de unos 200 MeV por reacción, y el número de neutrones liberados es 2,4 en promedio.

Fusión nuclear, la energía más potente y sostenible.

Las ventajas de la fusión son evidentes. El hidrógeno es una fuente de energía virtualmente inagotable y extremadamente barata. Tampoco se generan residuos radiactivos. Y, además, se puede producir todavía más energía por cantidad de combustible que en los reactores de fisión.

En España se encuentran en funcionamiento 5 centrales nucleares, situadas en 5 emplazamientos (ver tabla adjunta), 2 de las cuales disponen de 2 reactores cada una (Almaraz y Ascó), por lo que suman 7 reactores de agua ligera, con una potencia eléctrica instalada de 7.398,77 Megavatios (MW). P.W.R.

Otro proceso nuclear que puede ser utilizado es la fusión. En dicho proceso se utilizan como combustible isótopos ligeros como el tritio y el deuterio.

Generar energía a través de la fusión nuclear

La fusión nuclear tiene lugar cuando se unen dos átomos, deshaciéndose sus núcleos. Este proceso genera un exceso de energía que los científicos especialistas en fusión nuclear quieren convertir en electricidad.

La reacción de fusión no es una reacción en cadena, no es posible que se pierda el control. En cualquier momento se puede parar la reacción, cerrando sencillamente el suministro de combustible.

Austriaca nacida en 1878, Meitner fue perseguida por el nazismo por sus orígenes en el seno de una familia judía. Su carrera científica comenzó a principios del siglo XX, cuando Ludwig Boltzmann, padre de la mecánica estadística, la aceptó en sus clases de física de la Universidad de Viena.

Lise Meitner murió en Cambridge, el 27 de octubre de 1968. Conforme a sus deseos, fue enterrada en Bramley(Hampshire) junto a su hermano Walter, fallecido en 1964. Su sobrino Otto Frisch fue quien compuso la inscripción de su lápida, «Lise Meitner: una física que nunca perdió su humanidad».

La fusión es el proceso que impulsa nuestro Sol. Cada segundo, millones de toneladas de átomos de hidrógeno chocan entre sí bajo tremendas temperaturas y presiones de nuestra estrella madre. Esto los obliga a romper sus enlaces atómicos y fusionarse para formar el elemento más pesado, el helio.

En la fusión nuclear, la energía se libera cuando los núcleos de los átomos se combinan o se fusionan entre sí para formar un núcleo más grande. Así es como el sol produce energía. En la fisión nuclear, los núcleos se separan para formar núcleos más pequeños, liberando energía.

Desventajas de la energía nuclear:

La energía nuclear produce residuos a partir del material utilizado y preocupan posibles accidentes o fugas, ya que el uranio no es renovable, al menos por ahora. Uno de los inconvenientes de este material es su alta radioactividad, además de contar con una vida media muy elevada.

La energía nuclear tiene la ventaja de producir un bajo impacto ambiental, lo que la convierte en una fuente sustentable, ya que produce ínfimas cantidades de gases que provocan el llamado efecto invernadero.

Los 422 reactores actualmente en operación en un total de 33 países producen alrededor del 10,5 % de la electricidad mundial.

El ITER,​​ (International Thermonuclear Experimental Reactor, en español Reactor Termonuclear Experimental Internacional), es un experimento científico a gran escala que intenta producir un plasma de fusión que tenga diez veces más potencia térmica que la potencia necesaria para calentar el plasma.

El JT-60SA es el reactor más grande del mundo en activo. Le supera el ITER, el cual se encuentra en Francia, pero este todavía sigue en fase de pruebas y no se espera que entre en funcionamiento hasta dentro de unos años.

La central nuclear de Kashiwazaki-Kariwa incorpora siete unidades que se han puesto en marcha entre mediados de los años 80 y finales de los 90 y se considera la central nuclear más grande del mundo por potencia eléctrica neta.

(Fotografía: ITER). Con sus 23 000 toneladas de peso y casi 30 metros de altura, el ITER será algo digno de admirar. Este reactor de fusión nuclear ocupará el centro de un complejo de 180 hectáreas que también incluirá instalaciones y equipo auxiliar.