Un grupo de científicos estadounidenses ha logrado producir con éxito una reacción de fusión nuclear capaz de generar una ganancia neta de energía. Las conclusiones del “avance histórico”, llevado a cabo en una instalación federal de California, las ha presentado este martes, entre una enorme expectación, la secretaria de Energía, Jennifer Granholm, en una conferencia de prensa en la sede en Washington del departamento que dirige. El Gobierno de Estados Unidos ve más cerca con este descubrimiento el viejo sueño de una fuente de energía limpia, barata y potencialmente inagotable. “Estamos ante uno de los logros científicos más impresionantes del siglo XXI”, ha asegurado Granholm. “Este día acabará en los libros de Historia”.
Los investigadores han conseguido, básicamente, una pequeña reacción que proporciona más energía de la que consume. Los experimentos se han llevado a cabo en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, que alberga la Instalación Nacional de Ignición (NIF son sus siglas en inglés). Se trata de un ingenio inaugurado en 2009 que emplea el láser más grande del mundo. Dirigido a una diminuta bola de plasma de hidrógeno, genera condiciones que imitan las explosiones del armamento nuclear. El gran reto para generar energía mediante fusión es que la obtenida sea mayor que la invertida en el esfuerzo para provocar esa reacción atómica: en este caso, la ganancia es del 50%. Los resultados se obtuvieron la semana pasada, el 5 de diciembre, cuando 192 haces de láser se concentran en un punto del tamaño de un “grano de pimienta”, generando fugazmente las condiciones de una estrella a tres millones de grados Celsius, aclaró Jill Hruby, vicesecretaria de Seguridad Nuclear de Estados Unidos.
La directora del laboratorio, Kim Budil, explicó a un auditorio comprensiblemente eufórico, compuesto por funcionarios, científicos, congresistas y miembros de la prensa, que la “búsqueda de la ignición por fusión durante la última década en el NIF era una aspiración técnica increíblemente ambiciosa”. “Muchos dijeron que no era posible. El láser no era lo suficientemente potente, los objetivos nunca serían lo suficientemente precisos, nuestras herramientas de modelado y simulación simplemente no estaban a la altura de esta compleja hazaña física”, rememoró. “El progreso ha llevado tiempo, pero fue en agosto pasado, cuando logramos un rendimiento récord de 1,35 megajulios, lo que nos colocó en el umbral de la ignición, muchos empezaron a prestar atención”, aseguró Budil. La semana pasada los científicos de Livermore consiguieron generar tres megajulios de energía empleando solo dos, lo que implica el histórico 50% de ganancia.
Las implicaciones de este descubrimiento, que avanzó el domingo el diario Financial Times, aún están por determinar en todos sus contornos, pero, según Granholm, suponen un gran paso en el camino hacia la creación de una potencia ilimitada y sin emisiones de carbono. También facilitará a Estados Unidos el mantenimiento de sus armas nucleares sin necesidad de realizar pruebas con esas armas. Ese fue el objetivo primordial por el que se construyó el NIF, que costó 3.500 millones de dólares (3.319 millones de euros). El año pasado, los científicos de Livermore dieron cuenta de un salto importante al lograr generar un 70% de la energía con la que el láser golpeaba el objetivo de hidrógeno. Aquel estallido, algo así como una bomba de hidrógeno en miniatura, solo duraba 100 billonésimas de segundo.
Durante una buena parte del último siglo, la ciencia ha gastado miles de millones tratando de emular el proceso que hace que el Sol brille para generar una fuente de energía prácticamente sin fin y que no produce gases de efecto invernadero, como el carbón o el petróleo, ni residuos radiactivos peligrosos y de larguísima digestión, como sucede con las centrales nucleares. Esta fuente de electricidad también ofrece ventajas sobre la energía eólica y la solar: requiere de menos recursos.
La semana empezó agitada entre los físicos y otros científicos dedicados al estudio de la fusión. Para ellos, la energía libre de carbono es un “santo grial” con el que fantasean desde los años cincuenta, década en la que se fundó el laboratorio Lawrence Livermore. En este tiempo, solo habían sido capaces de crear reacciones de fusión que consumían más energía de la que eran capaces de producir. Aún podrían faltar décadas para que lo presentado este martes en Washington se traduzca en un uso comercial, pero la Administración de Joe Biden no ha dejado pasar la oportunidad de presentarlo como un logro de su ciencia nacional.
Durante la presentación de los resultados, Granholm aseguró que este logro refuerza la seguridad nacional estadounidense: “Y nos acerca a la generación de energía sin coste de carbono. La ignición nos permite replicar por primera vez algunas de las condiciones que solo se encuentran en el Sol y las estrellas. Hoy le decimos al mundo que Estados Unidos ha logrado un descubrimiento extraordinario, porque invertimos en ello”. La secretaria de Energía recordó el objetivo de Biden de lograr la “fusión comercial” en una década. Budil, la directora del laboratorio que ha logrado la hazaña, rebajó ese entusiasmo al hablar de “decenios” hasta conseguir eso.
La fusión se obtiene cuando dos núcleos se combinan para formar uno nuevo, en un proceso que se da de forma natural en el Sol y otras estrellas. Para lograrlo en la Tierra es necesario generar y mantener un plasma, un gas cuya altísima temperatura crea un entorno en el que los electrones se liberen de los núcleos atómicos. La energía se libera porque la masa del núcleo unido es menor que la masa de los protones y neutrones que lo componen; ese déficit se convierte en energía a través de la ecuación más famosa de la historia de la física, formulada por Einstein: E=mc².
En la actualidad, distintos proyectos persiguen ese objetivo de energía ilimitada mediante la fusión nuclear. La ciencia lleva años acariciando un descubrimiento como el anunciado este martes en Washington. En febrero, investigadores del Reino Unido anunciaron que habían duplicado con creces la marca anterior de generación y mantenimiento de la fusión nuclear. Lo lograron en una enorme máquina con forma de rosquilla y equipada con gigantescos imanes. Generaron una cantidad récord de energía sostenida. Por desgracia, solo duró 5 segundos. El más relevante en Europa, el proyecto ITER, cuenta con planes para saltar a la red eléctrica real a medio plazo.