Los avances de la ciencia siguen sorprendiendo a la humanidad y ahora toca el turno de unos investigadores australianos que acaban de hacer realidad una gran hazaña científica: fueron capaces de producir fusión nuclear fría por primera vez en la historia.
Los investigadores de la compañía australiana HB11 lograron esta maniobra con ayuda de una novedosa técnica de rayos láser que no requiere altas temperaturas ni deja residuos.
¿Qué es la fusión nuclear?
Pero para entender la importancia de este suceso vamos a comenzar por el principio. Lo primero que tienes qué saber es que la fusión nuclear es el proceso mediante el cual dos núcleos atómicos ligeros se combinan para formar un solo núcleo más pesado y se emiten al mismo tiempo enormes cantidades de energía. Las reacciones de fusión se producen en un estado de la materia denominado plasma: un gas caliente y dotado de carga, compuesto por iones positivos y por electrones que se desplazan libremente, y con propiedades únicas que lo distinguen de los sólidos, los líquidos y los gases.
Para poder fusionarse en nuestro Sol, los núcleos necesitan colisionar unos contra otros a temperaturas altísimas, de más de 10 millones de grados Celsius, lo cual les permite vencer su repulsión eléctrica mutua y fusionarse.
Este tipo de energía obsesiona a los científicos porque si la fusión nuclear, similar a la que ocurre en las estrellas, se lograra recrear con éxito en la Tierra, ofrecería el potencial de suministros prácticamente ilimitados de energía baja en emisión de carbono y radiación.
La ciencia ha intentado recrear la fusión nuclear en la Tierra
Hasta ahora, la mayoría de los grandes proyectos que trabajan con fusión nuclear, como el ITER, usan reactores tokamak y otras formas de confinamiento magnético para intentar imitar la manera en la que se produce la fusión nuclear en las estrellas. Y para eso tienen que conseguir crear un plasma a una temperatura de 150 millones de grados Celsius, 10 veces superior a la del núcleo solar.
Manejar y construir reactores con estas características es extremadamente difícil. Por ahora no se ha conseguido mantener la reacción nuclear más que unos pocos segundos ni que la energía que se emplea para generarla sea inferior a la que se obtiene. Algo vital para que tenga viabilidad comercial.
El nuevo método de HB11 logra lo impensable
Por esta razón, el logro de HB11 no tiene precedentes, pues se trata de la primera ocasión en que se logra producir fusión nuclear fría, en condiciones muy distintas a las que se manejan hasta ahora.
HB11 consiguió generar fusión nuclear, pero lo hizo sin tener que generar esas temperaturas tan altas ni usar elementos tan radiactivos como el tritio. La empresa australiana usó un sistema similar a la tecnología, el NIF (National Ignition Facility) que se basa en láseres muy potentes que inciden en una pequeña cápsula cilíndrica que contiene deuterio y tritio, dos formas de hidrógeno, que hacen que aumente la presión y la temperatura a más de tres millones de grados Celsius. Los rayos X que se producen calientan y hacen implosionar el hidrógeno hasta que se fusionan creando núcleos de helio (partículas alfa) y liberando energía.
El reactor de HB11 utiliza también un recipiente a modo de horno que lleva dentro una pequeña cantidad del elemento, en este caso boro. Este ‘horno’ cuenta con unos orificios en los laterales que permiten la entrada de dos rayos láser. Uno de los rayos se encarga de crear un campo magnético capaz de contener el plasma, mientras que el otro lanza átomos de hidrógeno a enorme velocidad para que se choquen con la muestra de boro y se fusionen sus núcleos.
Esta fusión entre el hidrógeno y el boro no genera calor, sino que, igual que sucede en el NIF, crea núcleos de helio que han perdido los electrones y que quedan con carga positiva. El plan de la compañía australiana es aprovechar esa carga suelta para generar energía.
Según el estudio de HB11, publicado en la revista revisada por pares ‘Applied Sciences’, su tecnología ha producido “10 veces más reacciones de fusión de las esperadas". Para la compañía, esta investigación ha demostrado que su sistema está más cerca que el de ninguna otra compañía de fusión en conseguir una ganancia neta de energía, es decir, generar más energía que la que se necesita para producirla.
"La demostración de las reacciones de fusión es por sí sola increíblemente emocionante”, asegura el Dr. Warren McKenzie, fundador y director general de HB11 Energy. “Pero, además, el número inesperadamente elevado de reacciones nos proporciona información importante sobre cómo optimizar nuestra tecnología para aumentar aún más la energía de fusión que podemos crear”.
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