Los físicos de un laboratorio europeo de fusión nuclear han encontrado la manera de obtener más energía de los reactores de fusión de lo que se creía posible, superando un límite al que se atenían los reactores existentes.

La fusión nuclear es el proceso por el cual dos átomos se unen, produciendo un elemento más pesado a partir de dos más ligeros. Cuando esto ocurre, se libera energía.

La fusión nuclear se produce constantemente en el interior del sol, donde los átomos de hidrógeno se combinan bajo un calor y una presión intensos para formar átomos de helio. Esto libera aún más energía que mantiene todo el proceso en marcha.

Ilustración del Sol
Una imagen de archivo muestra una ilustración del sol. Las estrellas utilizan la fusión nuclear para generar su energía.
vitacopS/Getty

La idea de la energía de fusión nuclear aquí en la Tierra es esencialmente recrear este proceso, utilizando el calor desprendido por la reacción para convertir el agua en vapor que luego puede alimentar un generador de turbina.

Recrear la fusión en la Tierra ha sido uno de los mayores retos de la ciencia moderna y promete un futuro de energía limpia y fácilmente sostenible. De vez en cuando, los científicos hacen pequeños avances en la investigación, aunque todavía no se ha demostrado que un reactor sea viable para la generación de electricidad.

En la vanguardia de la investigación sobre la fusión se encuentran las máquinas llamadas tokamaks, que calientan gas de hidrógeno a temperaturas extremadamente altas para crear un plasma de hidrógeno -un gas en el que los electrones se desprenden de sus átomos- en el que puede producirse la fusión.

El propósito de los tokamaks es mantener este plasma fluyendo en un círculo para que la reacción de fusión pueda continuar. También hay que controlar cuidadosamente otras dos cosas: la temperatura y la densidad del combustible.

Esta semana, los científicos del grupo de investigación europeo École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), en Suiza, han encontrado una forma de aumentar significativamente los límites de la densidad de este combustible de hidrógeno -conocido como el límite de Greenwald- más allá de lo que se consideraba posible hasta ahora. Esto significa que los reactores deberían ser capaces de producir aún más energía.

Desde los primeros días de la fusión, sabíamos que si se intentaba aumentar la densidad del combustible, en algún momento se produciría lo que llamamos una «interrupción», es decir, se perdería totalmente el confinamiento. [of the plasma]y el plasma se va a cualquier parte», explica Paolo Ricci, profesor del Centro Suizo del Plasma, en un comunicado de prensa de la EPFL. «Así que en los años ochenta, la gente estaba tratando de llegar a algún tipo de ley que pudiera predecir la densidad máxima de hidrógeno que se puede poner dentro de un tokamak».

Un equipo de la EPFL decidió revisar este límite, utilizando superordenadores para modelar el plasma de fusión. Descubrieron que cuanto más combustible se añadía, más se enfriaba el plasma. Esto significaba que el flujo se interrumpía más fácilmente.

Usando lo que aprendieron, Ricci y sus colegas consiguieron elaborar una nueva ecuación para un nuevo límite de combustible dentro de un tokamak que era más alto que antes. En el tokamak europeo ITER, el límite puede llegar a ser casi el doble.

El paso adelante significa que será posible añadir más densidad de combustible sin limitar la producción, dijo Ricci, añadiendo: «Y eso es una muy buena noticia».

Entre los que esperan un futuro de fusión nuclear está el cofundador de Microsoft, Bill Gates, a quien se le preguntó su opinión sobre el futuro de la energía nuclear en una amenaza de Ask Me Anything (AMA) en Reddit el miércoles.

Escribió: «Existe la fisión nuclear. Si se resuelven los problemas de costes, seguridad y residuos, puede contribuir enormemente a solucionar el cambio climático. Soy parcial porque he invertido más de mil millones en esto desde hace más de una década.

«También es prometedora la fusión nuclear. Está menos claro si tendremos éxito, pero tiene menos problemas de seguridad y de residuos si funciona.

«Así que tengo la esperanza de que la energía nuclear mejore y sea una gran ayuda para el clima».

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