Energía limpia y abundante a partir de la fusión nuclear

De diversos cerámicos de litio se busca obtener tritio, que junto con el deuterio constituye la materia prima para generarla mediante ese tipo de reacción

El universal.com.mx.- Cada minuto, cada hora, cada día que pasa, las fuentes tradicionales de energía -es decir, los combustibles fósiles como el petróleo, el gas natural y el carbón- se agotan más.

De ahí que la fusión nuclear se perfile como una de las opciones más viables para resolver en el futuro la crisis energética mundial.

Aunque el desarrollo de la tecnología para replicar a gran escala la misma reacción que genera energía en el Sol todavía está en sus primeras fases, científicos de todo el mundo, entre ellos el doctor Heriberto Pfeiffer Perea, del Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM, ya trabajan arduamente para hacer realidad ese sueño.

El objetivo es fusionar dos átomos que produzcan un elemento que no sea contaminante y, a la vez, que esa fusión nuclear genere una gran cantidad de energía.

De este modo, la propuesta, a nivel mundial, es llevar a cabo, en un reactor nuclear, la fusión del deuterio (²H) y el tritio (³H), ambos isótopos del hidrógeno, ya que esta reacción generaría una gran cantidad de energía, helio y un neutrón.

“Por cada fusión se generarían más de 17 megaelectron-volts. La gran diferencia es que, para ello, se requerirían menos de 5 gramos de deuterio y tritio, mientras que para obtener esa misma cantidad de energía por medio de una combustión contaminante se necesita casi una tonelada de carbón”, afirma Pfeiffer Perea.

En la Tierra existe suficiente deuterio (una parte de él por 6 mil 500 partes de hidrógeno) para abastecer durante varios miles de años los reactores de fusión nuclear.

El tritio, en cambio, es prácticamente inexistente en forma natural: sólo hay una parte de él por 10²º partes de hidrógeno.

“Por eso hay que producirlo artificialmente y la forma más viable es a través de una fuente de litio. Los primeros estudios para obtener tritio, realizados entre 1970 y 1979, se enfocaron en el litio y sus aleaciones metálicas. Sin embargo, éstas se descartaron por sus altos índices de corrosión”, indica Pfeiffer Perea.

Cerámicos de litio

Desde 1980, científicos de todo el mundo han trabajado con diversos cerámicos de litio bajo la condición de que, además de producir tritio, presenten ciertas propiedades, como estabilidad fisicoquímica a altas temperaturas, compatibilidad con otro tipo de materiales estructurales y una adecuada transferencia de calor.

Algunos de los más estudiados son el óxido de litio, los aluminatos de litio, los silicatos de litio y los zirconatos de litio.

En su laboratorio del Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM, Heriberto Pfeiffer Perea ha producido, por distintos métodos de síntesis, varios materiales cerámicos, como los aluminatos, los silicatos y los silicozirconatos de litio, los cuales se pueden probar en la producción de tritio.

Precisamente, con su tesis doctoral sobre síntesis, caracterización y evaluación de propiedades de esos cerámicos generadores de tritio, el investigador ganó en 2001 el Premio Nacional otorgado por el Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM a la mejor tesis doctoral en Ciencia de Ingeniería de Materiales.

Vale la pena subrayar que, en la reacción de fusión nuclear propuesta, los productos obtenidos serían helio (un gas inerte) y un neutrón, el cual se utilizaría para irradiar el litio y consecuentemente obtener tritio.

En efecto, cuando un átomo de Li (uno de los dos isótopos naturales del litio, con una abundancia natural de casi 7%) es irradiado con neutrones, genera una reacción de fisión nuclear en la que se produce tritio (combustible de los reactores de fusión nuclear) y nuevamente helio.

“Por lo tanto, un reactor de fusión nuclear produciría tritio a partir de litio, pero no desechos radioactivos”, explica el investigador.

Un sol en la Tierra

Ahora bien, ¿qué falta para que se abra la posibilidad de generar energía mediante esa vía alterna que es la fusión nuclear?

“Antes que nada se debe resolver el gran problema que implica el contenedor de un reactor de fusión nuclear; aún no sabemos cómo contener un sol, una reacción solar, dentro del planeta”, dice el investigador Pfeiffer Perea.

Para ello se han propuesto diferentes sistemas que utilizarían campos electromagnéticos o distintos tipos de rayos láser. Sin embargo, con la tecnología disponible actualmente aún no es posible construir un reactor de esa naturaleza.

“En una conferencia mundial, un especialista sostuvo que si hoy en día se quisiera construir un reactor de fusión nuclear en algún punto del planeta, sus instalaciones tendrían que ser del tamaño de Ámsterdam, Holanda. Esto significa que todavía es imposible, desde el punto de vista tecnológico, construir un reactor de fusión nuclear”, comenta el investigador universitario.

Todos los reactores nucleares que hay en el mundo, incluyendo el de Laguna Verde en México y los de Estados Unidos, Francia y Japón… son de fisión nuclear.

En estos reactores se utilizan elementos pesados como el uranio. Al fisionarse los átomos de uranio, se producen grandes cantidades de desechos radiactivos.

En un reactor de fusión nuclear, en cambio, se trataría de unir átomos, debido a lo cual, en principio, no se producirían desechos radioactivos. Esa sería una gran ventaja.

“Pero repito: para tener un reactor de fusión nuclear o, lo que es lo mismo, un sol aquí, en el planeta, falta aún mucho trabajo relacionado no sólo con el contenedor y la producción de tritio, sino también con todos los sistemas alternativos y de control”, finaliza Pfeiffer Perea.

Más información relacionada con este tema en el siguiente correo electrónico: pfeiffer@iim.unam.mx. (Fernando Guzmán Aguilar)

La energía de fusión será la mayor industria del planeta

Steve Cowley, director del programa de fusión británico asegura que su importancia será máxima en 30 años

ABC.es.- Aunque todavía está en un estado incipiente de desarrollo, la gran esperanza energética del futuro de la humanidad pasa por la fusión nuclear. Según Steve Cowley, director del programa de fusión británico y asesor del primer ministro británico David Cameron, esta tecnología "segura, limpia e inagotable", será en pocos años la mayor industria planetaria. Por eso pide a Europa que mantenga una apuesta firme por ella.

En una entrevista con Efe, Steve Cowley, miembro del Council for Science and Technology, asegura que la fusión será "la energía del futuro".

Cowley ha participado esta semana en Madrid en un seminario organizado por el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), una instalación española puntera en la investigación de esta energía.

Actualmente, el ochenta por ciento de la energía que se consume en el mundo procede de combustibles fósiles, un negocio que mueve anualmente más de seis billones de dólares al año, según Cowley. Sin embargo, estos combustibles son limitados, muy contaminantes y responsables de la mayor parte de las emisiones de CO2 a la atmósfera. El resto del pastel energético (cerca del veinte por ciento) se reparte entre la energía nuclear y las renovables (solar y eólica).

No obstante, sustituir los combustibles fósiles por energía nuclear y renovables es imposible, porque muchos países han rechazado la nuclear por insegura, y la energía solar es muy cara, explica el investigador. La energía nuclear de fusión, sin embargo, "es perfecta" porque, a diferencia de los combustibles fósiles, "no contamina", no provoca problemas medioambientales y, al contrario que la nuclear, "no es radiactiva, ni genera residuos de larga duración".

La energía de fusión reproduce las reacciones que tienen lugar en las estrellas, que utilizan el hidrógeno como combustible. Para recrear esa fusión, se usan dos isótopos del hidrógeno (deuterio y tritio), un gas que a 200 millones de grados centígrados se convierte en el cuarto estado de la materia, el llamado "plasma".

El plasma, confinado en un campo magnético, produce una energía que "aún es muy cara de obtener y que además sólo sabemos hacer a gran escala, con máquinas grandes, y un elevado coste económico". De momento esta técnica consume diez veces más energía de la que genera.

La apuesta internacional

Para demostrar la viabilidad científica y técnica de la energía nuclear de fusión, se creó un consorcio internacional para construir un reactor experimental denominado ITER. La UE (responsable del 45 por ciento de la inversión), Japón, China, India, Corea, Rusia y EEUU, construyen en Cadarache (Francia) el prototipo, que se estima que costará al menos 12.000 millones de euros.

"En 2025, ITER llevará a cabo un experimento histórico. Para entonces la mayor parte de los problemas técnicos y retos actuales estarán solucionados y se demostrará que la fusión es viable", asegura Cowley. Fusionar átomos ya se ha hecho muchas veces, lo difícil es extraer, de manera controlada, más energía de la que se introduce en el sistema.

"Para entonces, Europa debería estar a la cabeza de la investigación de esta tecnología porque si logramos construir plantas productoras para el resto del mundo, será la mayor la mayor industria del planeta, la que sustituirá al gas, al petróleo, etc".

Industria y medio ambiente

Eso sí, advierte Cowley, hasta que la energía de fusión sea una realidad, habrá que construir más centrales nucleares. "Tomemos como ejemplo a Alemania. Es un país antinuclear que intenta consumir sólo renovables. El riesgo es que si la energía sale más cara, la industria se vuelve poco competitiva y entonces se traslada a lugares con energía fósil o nuclear, donde la producción es más rentable y la energía más barata".

Así que, dada la alta dependencia de la industria moderna con el precio de la energía, "Alemania está perdiendo competitividad, y si Alemania se equivoca, la UE se hundirá".

Además, lamenta Cowley, "eso no ayuda al planeta porque la industria no deja de contaminar, simplemente se traslada a lugares donde se le permite hacerlo. Así que hay que asegurarse de que ayudamos al planeta de manera sostenible y, al mismo tiempo, que la economía de la UE sea competitiva"

Fusión vs fisión: la energía del futuro

Los científicos luchan por lograr una fuente energética limpia, barata,segura e inagotable.

ABC.es.- Una fuente de energía barata, limpia, segura e inagotable. Es el sueño del futuro y para alcanzarlo todas las miradas están puestas en la fusión nuclear. Es el mismo mecanismo que utilizan las estrellas para emitir luz y calor durante milones y millones de años. Pero a día de hoy, la tecnología de la que se dispone no lo hace posible. Para generar la energía por fusión hace falta gastar otra aún mayor en el proceso. Simplemente, no es rentable.

La fusión se contrapone a la fisión, el método utilizado por las 435 centrales nucleares que existen repartidas por el mundo. La diferencia entre ambas es simple. La fisión consiste en separar núcleos de átomos provocando su choque mediante el impacto con un electrón. La colisión libera energía al crear dos núcleos distintos y generar dos nuevos electrones que a su vez colisionan con otro núcleo, y así sucesivamente hasta producir una reacción en cadena. Cuando este proceso se realiza de forma controlada da lugar a la producción de energía para uso doméstico pero descontrolada desemboca en una explosión nuclear.

La fusión sigue el camino contrario. Consiste en la unión de dos núcleos, proceso que igualmente libera energía. Pero en este caso las ventajas son infinitamente superiores. En primer lugar se puede originar mediante el uso de elementos abundantes en la naturaleza, como es el caso del hidrógeno. En cambio para la fisión se usa por regla general uranio o en su caso plutonio, escasos y altamente radiactivos. La primera, por tanto, representa un proceso inagotable y no contaminante.

Pero existe un problema. La fusión necesita vencer la resistencia magnética entre ambos núcleos del mismo signo. Al igual que dos polos positivos de un imán, los núcleos se repelen. La forma más viable de provocar su unión es sometiéndolos a unas temperaturas extremadamente altas, que se alcanzan mediante un gasto energético previo demasiado elevado. Así, la fusión, hoy por hoy, no resulta rentable.

El ser humano aún no ha dado con la tecla para emular a las estrellas. Para conseguirlo se están llevando a cabo múltiples proyectos. Y el más importante de ellos es el ITER, un laboratorio gigante para la fusión que cuenta con un presupuesto de 10.300 millones de euros -el tercero más alto de la historia para un proyecto científico- y en el que participan la UE, EE UU, Rusia, China, India y Japón.

¿Mito o realidad?

La pasada semana los investigadores Andrea Rossi y Sergio Focardi, de la Universidad de Bolonia, anunciaron haber hallado el secreto de la fusión fría, un fenómeno que gran parte de la comunidad científica considera un mito inviable. Consistirá en conseguir la unión de los núcleos, vencer su capacidad para repelerse, sin necesidad de someter a los átomos a tantos grados.

El proceso se realizaría a temperatura ambiente. Según Rossi y Focardi, su fusión fría está lista para empezar a producir energía: “Si alguien tiene una tecnología válida, ese alguien no tiene que convencer a la gente a base de charlas, tiene que construir un reactor que funcione y salir a venderlo, como nosotros estamos haciendo". Aún así, deberán demostrar que han sido capaces de resolver una ecuación que muchos creen imposible.

La fusión nuclear, caliente o fría, puede cambiar el mundo. Petróleo y uranio dejarían paso a una fuente de energía universal. Una auténtica barra libre de la que se servirían ricos y pobres por igual. Sin restricciones ni abusos. Pero surge una cuestión: ¿Interesa a todos convertir este sueño en realidad?

Físicos dicen haber resuelto el problema de la fusión nuclear

Investigadores de Princeton creen tener la clave para proporcionar, por fin, la energía limpia, inagotable y segura de la estrellas en la Tierra

ABC.es.-  Obtener energía de fusión, la que utilizan las estrellas para mantenerse activas, es uno de los grandes desafíos de la ciencia. Se trataría, prometen los físicos, de una fuente de energía inagotable, segura y limpia, una maravilla energética que, de momento, solo se ha conseguido de forma experimental, cara y en pequeñas cantidades.

Ahora, la Universidad de Princeton ha anunciado que dos de sus físicos han descubierto una posible solución a esta barrera científica y productiva, un misterio que ha desconcertado durante mucho tiempo a los investigadores.

Si su teoría es confirmada por la experimentación, el hallazgo podría ayudar a eliminar un importante obstáculo para el desarrollo de la fusión como fuente de producción de energía eléctrica en todo el mundo. La investigación aparece publicada en la revista especializada Physical Review Letters.

El proceso de fusión consiste en darle la vuelta a la energía nuclear y unir partículas de hidrógeno en vez de dividirlas, hasta que se convierten en helio, a temperaturas infernales de 150 millones de grados. Es el mismo trabajo que realiza nuestro Sol para seguir brillando.

Recrear este proceso en la Tierra es extremadamente complicado, ya que hacen falta campos magnéticos para mantener esas altísimas temperaturas, muy difíciles de alcanzar. La fusión solo se produce cuando el plasma está lo suficientemente caliente y denso para que los núcleos atómicos contenidos en el gas se puedan combinar entre sí liberando energía. Pero algo falla en el proceso.

Aquí es donde entran en juego los científicos del Laboratorio de Física de Plasma de Princeton Luis Delgado-Aparicio y David Gates. Ellos han descubierto que unas fastidiosas burbujas con impurezas que aparecen en el proceso son las culpables de enfriar el plasma, lo que impide que los reactores funcionen con eficiencia.

En los reactores experimentales existentes (llamados tokamak) el plasma alcanza un límite de densidad y, aunque se añada más energía para calentarlo, esta densidad no aumenta. Sin embargo, es indispensable conseguirla para llegar a la fusión.

Esto ha supuesto un misterio durante 30 ó 40 años. En un momento de inspiración, como ellos mismos reconocen, los físicos de Princeton se fijaron en las burbujas que aparecen en el plasma. Descubrieron que se inician en las paredes del tokamak, donde recogen las impurezas, para después desplazarse al interior del plasma. Estas «pequeñas islas» cometen un doble daño: por un lado enfrían el plasma y por otro actúan como escudos que bloquean la entrada de la energía al reactor.

A 100 millones de grados

Gates y Aparicio quieren ahora demostrar su teoría en dos tokamak. Uno de ellos está ubicado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y el otro en el General Atomics de San Diego. Entre otras cosas, quieren comprobar si una inyección de energía directamente en las burbujas daría lugar a una mayor densidad. En este caso, podrían ayudar a futuros reactores a conseguir la temperatura de 100 millones de grados que requiere la fusión.

La teoría de los científicos representa un nuevo enfoque para el límite de densidad, que también se conoce como el «límite de Greenwald».

Si están en lo cierto, estos dos físicos podrían proporcionar mejoras esenciales para la construcción de futuros reactores. En Cadarache (Francia), se construye actualmente el ITER, un reactor experimental de la Unión Europea, EE.UU. y otros cinco países que costará 15.000 millones de euros. Sus responsables esperan que la gran infraestructura se mantenga caliente a mediados de la década de 2020 y que la energía de fusión sea masiva antes de 2040. Es muy costoso, pero sus partidarios aseguran que merece la pena invertir en esta prometedora energía limpia, abundante, prácticamente eterna (durará millones de años) y que apenas tiene riesgos

ITER: ENERGÍA NUCLEAR LIMPIA A TRAVÉS DE LA FUSIÓN

Rolando Páucar Jáuregui (*)

Físico Nuclear

Suplemento Ciencia y Tecnología- Diario La Primera .- En el contexto casi siempre desfavorable para la energía nuclear como alternativa tecnológica energética, se le atribuye no ser limpia, el proyecto ITER resulta una alternativa más que interesante, importante pues si resulta exitoso se estaría nada menos que resolviendo la crisis energética, sin destruir el medio ambiente.. Este proyecto está integrado por grupos de investigadores de Canadá, China, Corea del Sur, Estados Unidos, Japón, Rusia y la Unión Europea (UE) y lleva décadas trabajando en el desarrollo de un reactor de fusión con el que poder demostrar que este método de producción energético es viable.

Como se sabe, la fusión nuclear es el proceso que tiene lugar en el corazón del Sol. Allí, debido a las altísimas temperaturas y las enormes presiones, los núcleos de los átomos de hidrógeno vencen la repulsión electrostática que los separa, se funden entre sí dando lugar a átomos de helio y liberando una gran cantidad de energía. Es lo contrario a lo que ocurre en los reactores de las centrales nucleares tradicionales que se basan en la fisión; es decir, en el aprovechamiento de la energía que se libera de la división del núcleo del átomo.

Hay formas de conseguir la energía nuclear de fusión, el confinamiento magnético y el confinamiento inercial. El confinamiento magnético consigue crear y mantener la reacción gracias a grandes campos magnéticos que hacen las veces de muros de contención de las cargas nucleares.  Puesto que el plasma esta formado por partículas cargadas, éstas deben moverse describiendo hélices a lo largo de las líneas magnéticas. Disponiendo estas líneas de manera que se cierren sobre sí mismas y estén contenidas en una región limitada del espacio, las partículas estarán confinadas a densidades más modestas durante tiempos lo suficientemente largos como para conseguir muchas reacciones de fusión.

En el caso del confinamiento inercial, el calentamiento se consigue con láseres de gran potencia y el confinamiento del plasma con la propia inercia de la materia. Este plasma se contiene por muy poco tiempo (microsegundos), pero a densidades muy altas (produciéndose muchas reacciones).  La investigación actual se está inclinando más por el confinamiento magnético.

El Proyecto ITER, “camino” en latín, tiene como objetivo demostrar que se puede obtener energía de la fusión de los núcleos de los átomos de hidrogeno. Como todo proyecto no sólo es necesario determinar la viabilidad técnica sino también económica de la fusión nuclear por confinamiento magnético para la generación de energía eléctrica, como fase previa a la construcción de una instalación de demostración comercial.

La idea es que el ITER produzca helio a partir de núcleos ligeros como el deuterio y el tritio, variedades o isótopos de núcleos de hidrógeno, el elemento más simple del Universo. La dificultad reside en que para iniciar reacciones termonucleares de fusión se requiere calentar un gas de deuterio y tritio a temperaturas cercanas a los 100 millones de grados. De tal manera se obtiene plasma, un estado de la materia en el que se vence la repulsión entre los núcleos de los átomos. Este plasma debe confinarse en un espacio relativamente reducido para que los núcleos de deuterio y tritio choquen entre sí y se unan produciendo un núcleo de helio y un neutrón. En vista de que no hay recipiente que soporte ese calor, el plasma se retiene con campos magnéticos mediante potentes imanes, que forran las paredes del túnel del reactor.

Entre las tecnologías empleadas para la construcción y posterior funcionamiento y mantenimiento de este proyecto destacan la robótica, superconductividad, microondas, aceleradores y los sistemas de control. Cabe mencionar que en el reactor nuclear del  ITER no se producirá energía eléctrica, se probaran las soluciones a los problemas que necesitan ser resueltos para hacer viables los futuros reactores de fusión nuclear. Se estima que este ambicioso proyecto de investigación dará sus primeros resultados a partir de 2050.

La ventaja de la fusión es que se trata de una fuente energética casi inagotable. Los combustibles que utiliza son baratos, abundan y no son radiactivos; además, el sistema es seguro y no hay contaminación atmosférica. Hasta ahora dos máquinas han producido energía de fusión en Oxford y Princeton. Pero el ITER será el primero que liberará diez veces la cantidad de energía que consuma

En nuestro país hemos trabajado durante muchos años con la tecnología de la fisión del uranio, tenemos dos reactores nucleares de investigación que han permito principalmente la producción de radioisótopos para el tratamiento de pacientes en medicina nuclear. Esperamos que en un futuro no muy lejano contemos con la masa crítica de físicos nucleares que nos permita abordar  investigaciones de fusión nuclear.

(*)Presidente del Instituto de Investigación para la Energía y el Desarrollo

 

ITER, energía nuclear limpia a través de la fusión

Por : Rolando Paucar Jauregui / Físico Nuclear

 

Blogs.Perú 21.pe.- Como se sabe, la fusión nuclear es el proceso que tiene lugar en el corazón del Sol. Allí, debido a las altísimas temperaturas y a las enormes presiones, los núcleos de los átomos de hidrógeno vencen la repulsión electrostática que los separa, se funden entre sí dando lugar a átomos de helio y liberando una gran cantidad de energía.

Es lo contrario a lo que ocurre en los reactores de las centrales nucleares tradicionales que se basan en la fisión; es decir, en el aprovechamiento de la energía que se libera de la división del núcleo del átomo. 

Hay formas de conseguir la energía nuclear de fusión, el confinamiento magnético y el confinamiento inercial. El confinamiento magnético consigue crear y mantener la reacción gracias a grandes campos magnéticos que hacen las veces de muros de contención de las cargas nucleares.  Puesto que el plasma esta formado por partículas cargadas, estas deben moverse describiendo hélices a lo largo de las líneas magnéticas. Disponiendo estas líneas de manera que se cierren sobre sí mismas y estén contenidas en una región limitada del espacio, las partículas estarán confinadas a densidades más modestas durante tiempos lo suficientemente largos como para conseguir muchas reacciones de fusión.

 

En el caso del confinamiento inercial, el calentamiento se consigue con láseres de gran potencia y el confinamiento del plasma con la propia inercia de la materia. Este plasma se contiene por muy poco tiempo (microsegundos), pero a densidades muy altas (produciéndose muchas reacciones).  La investigación actual se está inclinando más por el confinamiento magnético. 

El Proyecto ITER, "camino" en latín, tiene como objetivo demostrar que se puede obtener energía de la fusión de los núcleos de los átomos de hidrogeno. Como todo proyecto no solo es necesario determinar la viabilidad técnica sino también económica de la fusión nuclear por confinamiento magnético para la generación de energía eléctrica, como fase previa a la construcción de una instalación de demostración comercial.

En el contexto casi siempre desfavorable para la energía nuclear como alternativa tecnológica energética, se le atribuye no ser limpia, el proyecto ITER resulta una alternativa más que interesante, importante pues si resulta exitoso se estaría nada menos que resolviendo la crisis energética, sin destruir el medio ambiente. Este proyecto está integrado por grupos de investigadores de Canadá, China, Corea del Sur, Estados Unidos, Japón, Rusia y la Unión Europea (UE) y lleva décadas trabajando en el desarrollo de un reactor de fusión con el que poder demostrar que este método de producción energético es viable. 

La idea es que el ITER produzca helio a partir de núcleos ligeros como el deuterio y el tritio, variedades o isótopos de núcleos de hidrógeno, el elemento más simple del Universo. La dificultad reside en que para iniciar reacciones termonucleares de fusión se requiere calentar un gas de deuterio y tritio a temperaturas cercanas a los 100 millones de grados. De tal manera se obtiene plasma, un estado de la materia en el que se vence la repulsión entre los núcleos de los átomos. Este plasma debe confinarse en un espacio relativamente reducido para que los núcleos de deuterio y tritio choquen entre sí y se unan produciendo un núcleo de helio y un neutrón. En vista de que no hay recipiente que soporte ese calor, el plasma se retiene con campos magnéticos mediante potentes imanes, que forran las paredes del túnel del reactor. 

Entre las tecnologías empleadas para la construcción y posterior funcionamiento y mantenimiento de este proyecto destacan la robótica, superconductividad, microondas, aceleradores y los sistemas de control. Cabe mencionar que en el reactor nuclear del  ITER no se producirá energía eléctrica, se probarán las soluciones a los problemas que necesitan ser resueltos para hacer viables los futuros reactores de fusión nuclear. Se estima que este ambicioso proyecto de investigación dará sus primeros resultados a partir del 2050.

En nuestro país hemos trabajado durante muchos años con la tecnología de la fisión del uranio, tenemos dos reactores nucleares de investigación que han permito principalmente la formación de profesionales nucleares y la producción de neutrones para sus múltiples aplicaciones. 

La fusión nuclear, la solución para el futuro

ENERGÍA | Debate en la Ciudad de la Energía

El Mundo.es.- El investigador de origen checo, Vaclav Smil, y el científico estadounidense Jeffrey Hangst, durante un debate sobre el futuro de la energía celebrado por la Ciuden en Ponferrada (León), coincidieron en la necesidad de seguir investigando en la fusión nuclear y tratar de avanzar en esta producción energética.

En el debate, organizado y moderado por el director general de la Fundación Ciudad de la Energía, José Ángel Azuara, Smil dijo que el accidente nuclear japonés de Fukushima ha ocasionado un gran retroceso en la investigación nuclear motivado por los "temores políticos", pero que todo el desastre posterior fue debido a una pésima respuesta en las primeras 24 horas del tsumani y el terremoto.

Según Smil, "si el error humano paraliza la investigación, nunca seremos capaces de avanzar en nada", recalcó.

En la misma línea se posicionó su colega científico, Jeffrey Hangst, quien apuntó que la postura de Alemania de volverse atrás y denostar la energía nuclear "fue irracional" y ese posicionamiento "no tiene un respaldo científico y es más una decisión y posicionamiento de políticos".

Crisis energética mundial

En este sentido, los dos científicos coincidieron en que sería poco probable que en Alamania o incluso en sus países de origen se produjera un terremoto de la mano de un tsunami.

Tanto Smil como Hangst se cuestionaron la existencia en la actualidad de una crisis energética mundial, "sabiendo como se sabe y avanzando como se ha avanzado con numerosas soluciones tecnológicas", y destacaron que de haber sido previsores desde finales de la segunda Guerra Mundial, con modelos de aislamiento térmico en las viviendas y edificaciones, se habría ahorrado "más de la mitad de la energía gastada" desde entonces.

La receta que ambos científicos propusieron hoy en este debate sobre el futuro de la energía fue la de "gastar menos cada vez". "Es la única solución", llegó a decir en inglés el checo Smil, al tiempo que destacaba que no sería nada descabellado que buena parte de los países desarrollados volvieran al consumo de hace tres décadas, "a los años ochenta". "Somos una civilización de combustibles fósiles, estamos muy limitados y por eso no se puede hacer nada", resumió Smil, refiriéndose a la imposibilidad de modificar el modelo de consumo energético y a las dificultades que siguen presentando las energías solar y eólica.

Los dos científicos hablaron sobre el consumo mundial de energía, de la gran demanda de los países emergentes, como China y la India, y, por contra, del declive en este consumo de los países occidentales hasta ahora más desarrollados.

También se refirieron al consumo del carbón en una comarca como la de El Bierzo, eminentemente minera, y tanto Smil como Hangst coincidieron en que la minería de la antracita que ahora impera en esta zona de la provincia leonesa tendrá al menos vida "durante veinte años más de forma garantizada", dado que a corto plazo no ven alternativas más rentables y factibles.

La alternativa nuclear es la fusión, energía sostenible que llegará en 2050

Madrid, 24 abr (EFE).- El carácter masivo y sostenible de la energía de fusión nuclear, cuya plena operatividad se prevé para 2050, se perfila como la gran alternativa a la cuestionada fisión nuclear y el problema de los residuos, según las conclusiones de un foro, en Madrid, con un nutrido grupo de físicos internacionales.

Entre los asistentes a estas jornadas, recién celebradas en la Fundación Ramón Areces, destaca el japonés Osamu Motojima, que es el director del potente reactor de energía de fusión ITER, en proceso de construcción en Cadarache (Francia), y cuyo objetivo es recrear en este gran aparato en la Tierra las propiedades y la energía de las estrellas.

También ha asistido el director adjunto del ITER, el español Carlos Alejaldre, a este foro, cuya coordinación ha corrido a cargo de Carlos Hidalgo, presidente del Grupo de Plasmas de la Real Sociedad Española y responsable de la División de Física Experimental del CIEMAT dentro del Laboratorio Nacional de Fusión.

Tanto Carlos Hidalgo como Osamu Motojima han coincidido en destacar en sendas entrevistas con Efe "el ambicioso" reto que supone la construcción de este aparato experimental que es el ITER para la consolidación futura de la energía de fusión y que previsiblemente empezará a generar sus primeros plasmas en 2019.

Frente a la fusión está la fisión, que es la otra energía nuclear, y que es la que funciona actualmente en el mundo, dado que la anterior está en fase experimental; la energía de fisión es, por ejemplo, la que se genera en la central Fukushima de Japón, afectada por un trágico terremoto y tsunami ocurridos recientemente.

Los procesos energéticos en el caso de la fisión se producen por la división en varios fragmentos de un núcleo atómico pesado (uranio, plutonio) por el bombardeo de neutrones.

Frente a los riesgos de la fisión y sus residuos, la energía nuclear alternativa es la fusión, por su condición tanto masiva, como segura; en caso de accidente el reactor se detendría inmediatamente, según los científicos.

Otra fortaleza es su carácter no contaminante, puesto que se obtiene a partir de un recurso natural inagotable, barato y limpio: el agua.

Esta energía de fusión es producida por la colisión de los núcleos de los isótopos del hidrógeno, que se fusionan a temperaturas extremadamente altas para formar el plasma.

Precisamente el sol es una masa gaseosa de electrones libres y átomos altamente ionizados o gran bola de plasma, que es como se denomina el cuarto estado de la naturaleza más allá de los tradicionales sólido, líquido y gaseoso.

La opinión mayoritaria en las jornadas ha sido que la energía de fusión previsiblemente desbancará a la cuestionada energía de fisión, que ha visto incrementadas las críticas desde ciertos sectores en las últimas semanas como consecuencia de la crisis nuclear en Japón, según el director del ITER, precisamente de origen nipón.

Pese a ello, ha añadido, no parece probable que ni Japón, ni el resto del mundo, vayan a renunciar de forma inmediata a la energía nuclear de fisión dado que hoy por hoy no existe alternativa energética viable para sustituirla.

Aunque las consecuencias del accidente de la central japonesa están todavía pendientes de evaluación global, el trágico suceso probablemente anime a un desarrollo más rápido de la energía de fusión por su seguridad, ha proseguido el científico.

Por su parte, Hidalgo ha explicado que los investigadores han conseguido grandes avances con la energía de fusión y han logrado recrear las propiedades de las estrellas.

No obstante, todavía falta el desarrollo tecnológico que permita mantenerlas confinadas de forma duradera en un aparato capaz de soportar altísimas temperaturas y que el proceso sea rentable.

"Necesitamos grandes bovinas superconductoras para generar campos magnéticos que confinen el plasma a temperaturas relevantes para la fusión nuclear. Además, sistemas para el calentamiento inicial de la materia para alcanzar las condiciones de fusión nuclear", ha añadido.

También se requieren sistemas de radiofrecuencia, así como sistemas de haces de partículas muy energéticas para transferir energía al gas inicial y un reactor con materiales que soporten las cargas térmicas y el efecto de los neutrones que se generan en la fusión. EFE