PABLO GARCÍA-RUBIO | Tungsteno
Entramos en los cinco años decisivos para el arranque del experimento más ambicioso de la historia de la ciencia: ITER, el mayor reactor del mundo destinado a probar la fusión nuclear. Terminada la fase inicial de su construcción en Cadarache (Francia), comienza el ensamblaje de esta colosal infraestructura de ingeniería, en la que colaboran todas las grandes potencias mundiales. La magnitud de este desafío solo es comparable a la de los tres megaproyectos científicos del siglo XX: el desarrollo de la energía atómica en los años 1940 (Proyecto Manhattan), la llegada del hombre a la Luna en los 1960 (Programa Apolo) y la puesta en órbita de la Estación Espacial Internacional en los 1990.
Si el siglo XXI arrancó con el Proyecto Genoma Humano y con el Gran Colisionador de Hadrones, los dos proyectos de cooperación internacional con mayor relevancia científica hasta la fecha, es probable que ninguno tenga tanto impacto en la historia como ITER. Este experimento, que debería comenzar en 2025, está destinado a aportar la solución definitiva que elimine nuestra dependencia del petróleo a partir de 2050. Y es que más allá del plan de reducción de emisiones de cara a 2030, y de las transiciones energéticas previstas para las dos siguientes décadas, la humanidad necesita un plan a medio-largo plazo para frenar el cambio climático.
Un gran reactor nuclear para salvar el planeta
ITER (Reactor Termonuclear Experimental Internacional, por sus siglas en inglés) es un proyecto internacional que tiene como objetivo crear el mayor reactor de fusión nuclear del mundo y demostrar que este método es capaz de producir energía de manera viable. Este reactor nuclear, que se está construyendo actualmente en el sur de Francia, es pionero en intentar reproducir la fusión nuclear de forma estable y prolongada en el tiempo.
De alguna manera, se trata de recrear en la Tierra (y a pequeña escala) el mismo proceso que alimenta de energía a las estrellas en el universo, como el Sol. Es un fenómeno natural en el que intervienen grandes cantidades de energía, pero que todavía no se ha logrado reproducir de manera artificial. De conseguirlo, estaríamos ante una fuente de energía limpia, segura, barata y virtualmente inagotable.
El reactor se compone de una gran cámara de confinamiento magnético de tipo Tokamak de 23.000 toneladas de peso que tiene forma de rosquilla. Este diseño ya fue ideado por científicos soviéticos en la década de 1950 y en 1986 se formó un comité internacional para supervisar el desarrollo del proyecto. El plan es que, cuando concluyan los ensayos, ITER pueda dar paso a una central de fusión capaz de producir energía eléctrica —como hacen las actuales centrales termoeléctricas, que queman combustibles fósiles o rompen átomos radiactivos para generar calor y producir vapor, que se utiliza para hacer girar una turbina y producir electricidad—.
El reactor se compone de una gran cámara de confinamiento magnético que pesa 23.000 toneladas. Crédito: ITER.
La energía producida en una central de fusión sería, además, altamente efectiva: con tan solo un gramo de materia, se puede obtener la energía equivalente a la combustión de 8 toneladas de petróleo. Además, se calcula que la fusión podría generar entre tres y cuatro veces más energía que el proceso de fisión —el único que se utiliza actualmente en las centrales nucleares—.
La gran esperanza energética
La fusión nuclear es una reacción nuclear que consiste en unir dos isótopos ligeros de hidrógeno (átomos de hidrógeno con distinto número de neutrones). Cuando estas partículas colisionan, alcanzan un estado plasmático y se liberan grandes cantidades de energía y calor. Precisamente esta elevada temperatura —en torno a 150 millones de grados— y la inestabilidad del plasma son los factores que hacen que la fusión sea muy difícil de controlar y mantener.
Hasta el momento, toda la energía nuclear que se produce en masa en el mundo se genera mediante el proceso de fisión. Este método sigue el proceso contrario: separa el núcleo de átomos pesados, principalmente de uranio, en dos núcleos ligeros para liberar energía. El principal problema de este proceso es que los residuos emiten partículas altamente inestables y radiactivas que tienen que ser enterradas en los llamados "cementerios nucleares". Además, un fallo o fuga en una central nuclear que utiliza la fisión puede provocar desastres humanos y naturales como los de Chernobyl o Fukushima.
Por el contrario, la fusión solo produce como residuo helio, un gas inerte que no interactúa con el medioambiente ni con el ser humano. Una central de fusión no podría causar ningún desastre porque, de fallar alguno de los protocolos, el plasma se enfriaría y el proceso se pausaría sin provocar mayor alteración.
La fusión es una reacción nuclear que consiste en unir dos isótopos ligeros de hidrógeno para liberar energía. Crédito: IAEA.
¿Cuándo se hará realidad?
Calcular la cronología del proyecto es la parte más complicada, principalmente porque se trata de una iniciativa internacional de una magnitud incomparable, cuyos miembros son China, EEUU, Japón, Corea del Sur, India, Rusia y la Unión Europea. Inicialmente, la intención era conseguir el plasma en el año 2020, pero ese calendario fue desestimado, fijando de nuevo el objetivo en 2025. Este año, la pandemia de COVID-19 ha retrasado el ensamblaje de la máquina y la llegada de algunos de los componentes, por lo que la organización ya ha avisado de que podría haber más retrasos.
Estas pequeñas demoras no son muy significativas. Especialmente si se tiene en cuenta que desde que los presidentes Ronald Reagan (EEUU) y Mijaíl Gorbachov (URSS) sentaron las bases del proyecto hasta que realmente comenzó a construirse pasaron 20 años. Y todavía tendremos que esperar otras dos décadas hasta conseguir el primer plasma estable.
Lo que parece claro es que el desarrollo de la fusión nuclear como alternativa energética no es solamente un proyecto de futuro, sino que probablemente será la gran solución energética de la próxima generación: si las previsiones se cumplen, será viable a lo largo de la segunda mitad de este siglo. El director general del proyecto, Bernard Bigot, considera que el calendario que se maneja actualmente, aunque se extiende hasta un plazo tan lejano, es realista. Al fin y al cabo, declara Bigot, “la industria del petróleo tardó 150 años desde la primera extracción hasta convertirse en una industria global”.
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