Fisión y fusión
La Energía Nuclear ha sido, por casi un siglo, una promesa incumplida. El desarrollo de los reactores nucleares de fisión, que usan elementos altamente radioactivos, no llevó a la aparición de energía barata en todo el mundo, pues sus elementos de desecho son tóxicos y las bases de su funcionamiento permiten el desarrollo de armas de carácter nuclear. Así mismo, una falla puede resultar catastrófica, por lo que se termina gastando más en seguridad que en el mismo reactor.
En la actualidad varios países muestran casos de éxito usando la fisión nuclear para producir gran parte de su energía (principalmente Canadá, Francia y más recientemente China), pero desastres como Chernóbil y Fukushima han sembrado la duda sobre la seguridad de estas instalaciones. Por esta razón, muchos científicos han comenzado a poner sus esperanzas ya no en la fisión, sino en la fusión, un proceso inverso que genera mucha más energía con niveles mucho más bajos de radiación.
En esencia, mientras que la fisión toma elementos muy pesados y radioactivos (como el uranio o el plutonio) y obtiene energía de su división, la fisión toma elementos muy livianos (principalmente hidrógeno) y obtiene energía de su unión. Este es el mecanismo que genera energía en el Sol y las estrellas, y es el mecanismo que podría proveer energía para el futuro de nuestra civilización.
Reactor de fisión
El ejemplo más claro que tenemos de cómo generar un reactor de fisión es el Sol. El problema es que el funcionamiento del Sol es imposible de replicar en la tierra.
Verán, cada átomo de hidrógeno funciona como un imán, y al tener cargas negativas en su exterior se repelen con los demás átomos. Para que ocurra la fisión, y se libere energía, es necesario que se acerquen lo suficiente, algo que ocurre en el Sol debido a las altísimas gravedades. Pero en la Tierra no tenemos como replicar eso.
La alternativa es acelerar los átomos a altísimas velocidades, de manera que choquen entre sí y comiencen a fusionarse. Para esto, lo que se hace es calentarlos… y la temperatura ideal, por lo que sabemos, ronda los cien millones de grados.
Alcanzar esta temperatura en una reacción controlada es un gran desafío, y solo un puñado de experimentos lo han conseguido. Es por esto que es tan importante que el reactor EAST de China haya conseguido la temperatura precisa, y al lograrla haya mantenido una reacción de fisión por 10 segundos antes de apagarse.
Y más importante aún, este es el primer reactor de su tipo fabricado para obtener más energía de la que se gasta prendiéndolo y apagándolo. Hasta ahora, hemos sido capaces de generar reacciones de fisión, pero se gasta más energía realizándolas que la que se obtiene de ellas. Este experimento no fue la excepción (gastó el doble de lo que produjo), pero la idea es que el reactor pronto logre producir un excedente, así sea pequeño.
La energía nuclear de fisión se genera usando agua de mar como insumo básico, y podría alimentar a la humanidad tomando tres centímetros de la superficie de un lago grande, como el Lago Eerie. Y el principal desecho, el helio, es un gas inerte que, bueno, es inerte. No hace absolutamente nada.
Llevamos décadas esperando que la fusión nuclear se vuelva una realidad. ¿Estaremos a punto de lograrlo?
Bibliografía:- https://www.businessinsider.com/china-east-experimental-advanced-superconducting-tokamak-nuclear-fusion-reactor-100-million-degrees-2018-12
- https://www.sciencealert.com/china-s-artificial-sun-has-officially-become-hot-enough-for-nuclear-fusion
Imágenes: 1: chinadialogue.net, 2: newspunch.com
El pensante.com (mayo 13, 2019). China consigue llegar a 100’000.000 °C en su reactor de fusión nuclear. Recuperado de https://elpensante.com/china-consigue-llegar-a-100000-000-c-en-su-reactor-de-fusion-nuclear/