En el Sol, esto sucede todo el tiempo: los átomos se combinan, es decir, se produce una reacción de fusión termonuclear, como resultado se libera una cantidad inimaginable de energía. Los científicos han soñado durante mucho tiempo con tal energía, y aquí en la Tierra se puede obtener creando reacciones controladas de fusión termonuclear.
Pero hasta ahora no ha sido posible conseguirlo.
Después del final de la Segunda Guerra Mundial, los científicos de todo el mundo están tratando de lograrlo.
Con la ayuda de reactores experimentales en Rusia, EE. UU., Inglaterra, Japón y muchos otros países, se obtuvieron procesos de fusión termonuclear a corto plazo, pero en todas partes se utilizó más energía para mantener este proceso que para obtener la energía en sí, explica Søren Bang Korsholm, investigador principal de la Universidad Técnica de Dinamarca. (Søren Bang Korsholm).
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En el futuro distante
El científico danés y sus colegas del Departamento de Física de la Universidad Técnica están participando en un proyecto científico global, que en 2025 permitirá la implementación de un proceso de fusión termonuclear eficiente, es decir. se asignará más energía de la que se gastará para obtenerla. Sin embargo, se cree que no podremos ver plantas de energía operando con los principios de la fusión termonuclear durante muchos años.
“Solo en los años cincuenta de este siglo, la energía de las plantas de energía de fusión termonuclear se puede utilizar en las redes eléctricas. En cualquier caso, estas son las pautas del programa europeo de fusión termonuclear”, dice.
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A pesar de la lejanía de las perspectivas, muchos científicos, como Søren, están trabajando seriamente en los problemas de la energía de fusión termonuclear. Y hay buenas razones para ello. Para una planta de energía que opera bajo los principios de fusión termonuclear, se requiere una cantidad infinitamente pequeña de combustible nuclear, además, no emiten CO2 ni otras sustancias nocivas.
Energía verde barata
Cuando carga su teléfono inteligente hoy, el 24% de la electricidad en este caso proviene de estaciones térmicas de carbón. Es una producción de energía pesada y poco respetuosa con el medio ambiente.
“Para producir un gigavatio de electricidad, una central eléctrica de carbón debe quemar 2,7 millones de toneladas de carbón al año. Y las estaciones de fusión requieren solo 250 kilogramos de combustible nuclear para lograr el mismo efecto. 25 gramos de combustible nuclear son suficientes para que una planta de energía de este tipo suministre energía a un danés durante toda su vida”, dice Søren Bang Korsholm.
A diferencia del carbón, la fusión no emite CO2 y, por tanto, no afecta al clima.
"El único desperdicio de producción 'directo' de la energía de fusión nuclear es el helio, y se puede utilizar en una amplia variedad de aplicaciones. Esto es alrededor de 200 kilogramos de helio durante todo el año", explica.
Sin embargo, la energía de fusión tiene un pequeño problema. Aquí no puede prescindir completamente de la radiactividad. "La superficie interna del reactor se vuelve radiactiva, pero esta es una forma de radiactividad que se vuelve segura después de 100 años", dice el científico. Entonces este material se puede volver a utilizar.
Combustible nuclear casi infinito
A diferencia del carbón, el combustible de una planta de energía de fusión no necesita ser extraído de la tierra. Puede obtenerse mediante bombas del mar, porque la energía de fusión termonuclear se obtiene utilizando hidrógeno pesado (deuterio), que se extrae del agua de mar.
“El mar proporciona combustible nuclear que será suficiente para el consumo de energía en todo el mundo durante miles de millones de años. Por lo tanto, no nos quedaremos sin energía si aprendemos a utilizar la energía de la fusión termonuclear”, explica Søren Bang Korsholm.
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Además del hidrógeno deuterio pesado, los científicos utilizan hidrógeno tritio superpesado en el reactor de fusión. No existe en la naturaleza, pero está hecho de litio, que es la misma sustancia que se usa en las baterías.
En el reactor, el hidrógeno pesado y superpesado se fusiona después de que la temperatura en el reactor alcanza los 200 millones de grados.
“La temperatura en el reactor es inimaginablemente alta. En comparación, la temperatura central del Sol es de solo 15 millones de grados. De esta manera, creamos una temperatura mucho más alta”, dice.
El reactor nuclear gigante de Francia
Søren Bang Korsholm y muchos de sus colegas de la Universidad Técnica participan en un gran proyecto internacional ITER, donde la UE, Estados Unidos, China y muchos otros países están colaborando para crear el reactor termonuclear más grande del mundo en el sur de Francia. Será el primer reactor de este tipo que proporcionará más energía de la que consume.
“El ITER, según el proyecto, producirá 500 megavatios, mientras que para calentarlo se necesitarán 50 megavatios. Consume un poco más de 50 megavatios de energía porque usamos parte de la energía para enfriamiento e imanes, lo que no se tiene en cuenta en este caso, pero da un buen excedente de energía en el propio reactor”, explica.
Según el científico, el reactor pronto estará listo para funcionar.
“En 2025, el reactor estará listo para la primera prueba, luego lo actualizaremos hasta que esté completamente listo en 2033”, dice Søren Bang Korsholm.
Mostrando la energía del futuro
Pero no hay que pensar que tras la finalización del proyecto ITER, la electricidad, gracias a la cual funciona nuestro frigorífico, será la energía de la fusión termonuclear. El reactor no producirá electricidad.
“ITER no es una central eléctrica. El reactor no se está construyendo para generar electricidad, sino para demostrar la posibilidad de utilizar la fusión termonuclear como fuente de energía”, dice.
El científico espera que el proyecto cuente con socios comerciales que presten atención a las posibilidades de la energía de fusión termonuclear.
“Quizás las grandes empresas energéticas y petroleras comiencen a invertir en energía de fusión cuando vean su potencial. Y quién sabe, tal vez estas centrales eléctricas aparezcan en un futuro próximo”, dice Søren Bang Korsholm.
La siguiente parada es la luna
Si los científicos logran crear plantas de energía eficientes basadas en la fusión termonuclear, inmediatamente aparecerán muchas ideas sobre cómo se pueden mejorar. Una de las ideas ya sugiere utilizar un tipo de combustible diferente, que, sin embargo, no se encuentra tanto en la Tierra.
“El helio-3, que es abundante en la Luna, tiene la ventaja de que los productos de fusión del plasma reaccionan menos con las paredes del reactor, por lo que la pared se vuelve menos radiactiva y puede tener una vida más larga”, dice Søren Bang Korsholm.
Hasta ahora, extraer combustible de la Luna y enviarlo a la Tierra es costoso. Pero tal vez la energía de la fusión termonuclear sea tan eficiente que estos costos valgan la pena.
“Si se piensa en enviar combustible desde la luna, las plantas de energía de fusión pueden ser increíblemente eficientes”, concluye el científico.
Jeppe Kyhne Knudsen, Jonas Petri, Lasse De
