Cuidad de México | 19 de diciembre de 2022. | Redacción.-

“Mucha energía solar, en la palma de mi mano”, celebraba el Dr. Otto Octavius ante la exitosa reacción de fusión nuclear, en aquella segunda cinta de Spider-Man (2004).

Una nueva fuente de energía basada en fusión, renovable y segura, había anunciado el personaje, antes de bombardear con ocho láseres una pequeña esfera de tritio -un isótopo natural del hidrógeno-, para conseguir la reacción que pretendía controlar con aquellos brazos mecánicos inteligentes que terminarían por apoderarse de su mente.

Esto luego de que hace unos días se anunciara que investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL, por sus siglas en inglés), en California, lograron por primera vez una reacción de fusión nuclear -la unión de núcleos de hidrógeno para formar helio- que habría generado más energía que la suministrada.

Lo hicieron a través de la técnica de confinamiento inercial, en la que se emplean láseres de alta potencia para calentar y comprimir diminutas cápsulas esféricas que contienen pastillas de combustible compuestas de isótopos del hidrógeno como el deuterio y, tal cual utilizó el Doc Ock, tritio.

“Lo que hacen es que le disparan con estos láseres por todas partes y comprimen la esferita”, reitera en entrevista telefónica el doctor en física nuclear Arturo Menchaca Rocha (Ciudad de México, 1947), uno de los físicos nucleares experimentales mexicanos más importantes.

Un proceso, explica el investigador del Departamento de Física Experimental del Instituto de Física, en la UNAM, que replica lo que sucede en estrellas como nuestro Sol, donde la fusión nuclear ocurre naturalmente cuando la fuerza de atracción supera las fuerzas de repulsión electrostática.

“Unir núcleos de deuterio -que hay en el mar, por ejemplo-, eso no ocurre espontáneamente en la Tierra, porque los núcleos de deuterio se repelen entre sí (por la carga positiva). A menos que usted los caliente y los comprima, que es lo que pasa en el Sol.

“La gravedad hace esa fusión; la gravitación es una fuerza atractiva que, esencialmente, al gas lo comprime, lo comprime, lo comprime, hasta que se enciende nuclearmente”, detalla Menchaca Rocha. “Lo que estos señores (del LLNL) hicieron fue, al comprimir y calentar esa esferita usando láseres, transformarla en un pedacito de estrella”.

Lo hicieron en la Instalación Nacional de Ignición (NIF, por sus siglas en inglés), apuntando 192 intensos rayos láser a la referida esfera. Con lo cual, según se reportó, fue posible conseguir una ignición de 2.5 megajulios (MJ) de energía, empleando únicamente 1.8 MJ -cifras que más tarde se ajustarían a 3.15 MJ conseguidos suministrando 2.05 MJ-.

Sin embargo, aquí Menchaca Rocha cita a Tony Roulstone, experto en energía nuclear de la Universidad de Cambridge, quien apuntara que los investigadores del LLNL en realidad habrían usado 500 MJ para conseguir la reacción de fusión, por lo que la energía obtenida fue apenas el 0.5 por ciento de la suministrada.

“Los láseres son como un cerillo que se usa para encender nuclearmente esa esferita. Aunque el láser tiene 500 MJ de potencia, realmente la esferita sólo se logra calentar o sólo logra absorber 1.8 de los 500. O sea, yo le disparo con 500 MJ, le doy 1.8 a la esferita, y la esferita me da 2.5”, expone el físico mexicano, quien a pesar de esto no resta mérito al experimento.

“Este grupo de California desde hace tiempo había estado tratando de iniciar una reacción nuclear con láseres. Ya lo hicieron. Hasta ahora nadie había podido iniciar una reacción nuclear que sacara energía”, remarca. “O sea, iniciaban reacciones nucleares, pero le metían una cierta cantidad (de energía) y salía menos que eso. Entonces, ese es un logro”.

El logro de haber replicado el proceso que representa la principal fuente de energía del Sol, a una escala que cabría en la palma de la mano, como había dicho en la pantalla grande Otto Octavius, y que fuera de ella se había venido intentando por varias décadas.

“Quienquiera que hizo esa historia, pues no era totalmente ignorante del proceso”, reconoce Menchaca Rocha, acotando que, en todo caso, no se trata de algo tan fácil de realizar como el cine lo ha hecho ver.

¿El santo grial de la energía?

El anuncio de lo conseguido por los investigadores del LLNL, considerado un hito científico, alimentaría las expectativas sobre alcanzar el tan anhelado “santo grial” de la energía inagotable y limpia.

Y es que la energía generada por fusión tiene una serie de ventajas que la posicionan como la mejor alternativa posible, empezando por la enorme ganancia energética que implica.

“La magnitud de las fuerzas nucleares son tales que transforman una milésima de su masa en energía. Las fuerzas químicas, en cambio, transforman menos de una millonésima de su masa en energía”, ilustra el físico Menchaca Rocha.

“En lo nuclear, usted usa mil veces menos materia y produce la misma energía. Entonces, eso es muy ventajoso”, refrenda. “Las fuerzas nucleares son mucho más intensas y producen mucha más energía”.

Por ejemplo, en la fusión de núcleos de hidrógeno para formar helio se produce una gran cantidad de energía, que en el caso del Sol es la que se dispersa en forma de radiación electromagnética, alcanza la superficie terrestre y que percibimos como luz y calor.

Entre lo más importante de esta alternativa está que, a diferencia de la energía nuclear conocida hasta ahora -como la producida por fisión, técnica utilizada en las centrales nucleares consistente en romper las uniones de núcleos atómicos para liberar energía-, la energía por fusión produce menos desechos radioactivos.

“Los reactores de fusión, como funcionan usando hidrógeno, pues difícilmente podemos considerarlo como un contaminante; igual al helio, que es el resultado”, apunta Menchaca Rocha, ex presidente de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).

“En lugar de andarse teniendo que preocupar por las barras de combustible usado de la fuente de los reactores nucleares (de fisión), aquí en el último de los casos se va a producir helio o hidrógeno, van a quedar como residuos. Pero son, desde un punto de vista nuclear, inofensivos o casi totalmente inofensivos”.

Uso comercial, aún distante

Pese al avance logrado por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), el principal problema con la energía por fusión es que el camino hacia una demostración a escala industrial y comercialmente viable es todavía muy largo, por lo menos de decenas de años.

“Una vez logrado (el tema de la fusión), el problema es que usted calentó su esferita y la encendió nuclearmente, hizo un solecito chiquito por un instante, ¿cómo le hace para sacar esa energía y usarla para producir electricidad? Es realmente el gran problema”, subraya el físico Menchaca Rocha, destacando que al menos en los reactores de fisión hay todo un sistema de tuberías y turbinas para lograrlo.

“La fusión todavía está muy lejos de hacer eso. O sea, de lo que hicieron ellos (en el LLNL) todavía no pasa a ningún tubo ni nada; están contentos con que la cosa se haya encendido nuclearmente. Pero el problema de ingeniería de la extracción de la energía sigue abierto y sin resolverse”.

Menchaca Rocha explica que, aunque “tienen cola que se les pise”, los reactores nucleares en este momento -donde la crisis ambiental ha alcanzado niveles alarmantes- son la opción para evitar el uso de combustibles fósiles.

“Lo que pasa es que esta cosa de la historia de los residuos radioactivos es un problema complicado desde el punto de vista del ambiente. Pero hemos demostrado los humanos ser capaces de, con tal de no tener ese problema, pues le estamos dando en toda la torre a la atmósfera y haciendo cosas terribles.

“Hoy en día, usted puede encontrar a algunos ecologistas que si les pregunta: ‘¿Usted qué prefiere: reactor nuclear o una planta eléctrica de carbón?’, muchos de ellos le van a decir que un reactor nuclear. O sea, es el menos peor; no es que sea la mejor opción. La mejor opción sería la fusión”, recalca.

Tentación bélica

Si algo pudiera considerarse preocupante en torno a la energía por fusión nuclear es el tema de las aplicaciones bélicas, que de hecho asomara durante la conferencia en que se anunció el logro por parte de los científicos en Estados Unidos.

Así lo advierte Menchaca Rocha, quien contrasta que mientras el propósito de la producción de energía tiene el problema técnico de “mantener al sol amarrado”, controlado mientras se va generando la energía, en las aplicaciones bélicas lo único que importa es que explote.

“Y, para mí, son más inmediatas las posibles aplicaciones bélicas de esta cuestión”, previene el investigador de la UNAM.

“No sé si lo vayan a hacer. Lo mencionaron en la conferencia de prensa, sí. Y dados los tiempos que estamos viviendo, ser el primer país que logra hacer esta cosa con un láser, pues en una de esas les da una ventaja bélica”, agrega.