Lamentablemente la energía de fusión nuclear tendrá que esperar otras 3 décadas

Física, Mundo Cuántico y Futuro

Por Sophimania Redacción
13 de Julio de 2017 a las 12:04
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Lamentablemente la energía de fusión nuclear tendrá que esperar otras 3 décadas
La fusión nuclear imita los procesos que ocurren dentro del sol. Foto: EUROfusión

Los expertos han anunciado que tendremos que esperar hasta la segunda mitad del siglo para poder generar electricidad con la fusión nuclear. Una nueva "hoja de ruta" europea establece los obstáculos tecnológicos a superar si es que se quiere generar energía imitando al proceso que ocurre en nuestro Sol.

La hoja de ruta ha sido elaborada por científicos e ingenieros de EUROfusion, un consorcio de laboratorios y universidades europeos que financia la investigación sobre la energía de fusión nuclear.

La versión original de la hoja de ruta, publicada en 2012, preveía que una central de fusión de demostración conocida como DEMO podría estar operando a principios de 2040, con el fin de suministrar electricidad al público en el 2050. Pero en la versión actualizada, DEMO no comenzaría a funcionar hasta "principios de la segunda mitad del siglo", después de 2054.

El retroceso se debió en gran parte a los problemas con el ITER, un reactor de 20 mil millones de euros que se está construyendo actualmente en el sur de Francia para demostrar que la energía de fusión es técnica y científicamente factible.

De hecho, de acuerdo con el director de programa de EUROfusion, el físico nuclear Tony Donné, el calendario de DEMO podría seguir adelante, dependiendo del progreso con ITER y una instalación para probar materiales para centrales de fusión que todavía no se han construido.

"(La fecha de) 2054 es optimista", dice Donné. "Es factible, pero necesitamos alinear a los responsables políticos e involucrar a la industria", agregó.

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El Sol obtiene su energía a través de la fusión nuclear. Imagen: Internet

¿Qué es la fusión nuclear?

La fusión consiste en calentar núcleos de átomos ligeros (usualmente isótopos de hidrógeno) a temperaturas muchas veces más altas que en el centro del Sol para que puedan superar su repulsión mutua y unirse para formar un núcleo más pesado, liberando enormes cantidades de energía en el proceso.

En principio, esta energía podría proporcionar electricidad baja en carbono, utilizando materias primas muy abundantes y generando residuos nucleares de vida relativamente corta. Pero lograr la fusión en el laboratorio es una tarea increíblemente compleja.

La fusión se puede generar en unos reactores especiales que tienen forma de rosquilla conocidos como tokamaks, los cuales utilizan enormes campos magnéticos para mantener un plasma caliente de núcleos y sus electrones disociados en el centro, durante el tiempo suficiente y a una densidad suficientemente alta como para permitir la fusión.

El ITER, de hecho, representa la culminación de 60 años de investigación. El tokamak más grande del mundo, pesará 23 mil toneladas y está diseñado para generar 10 veces la potencia que consume.

Pero el proyecto se ha visto afectado por retrasos y sobrecostos. Originalmente previsto para comenzar operaciones en el 2016 y costar alrededor de 5 mil millones de euros, su precio se ha cuadruplicado desde entonces y su puesta en marcha se ha aplazo al 2025. Ahora no se prevén experimentos a gran escala hasta al menos 2035.

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El Stellerator es un nuevo tipo de reactor de fusión nuclear que tiene una extraña forma. Imagen: CERN

Entramado político

Además de ser técnicamente muy exigente, el ITER también es políticamente complejo. Es un proyecto internacional con siete socios: China, la Unión Europea, India, Japón, Corea del Sur, Rusia y Estados Unidos. Como anfitrión, Europa está pagando la mayor parte de los costos, alrededor del 45%.

Las organizaciones de investigación europeas establecieron la hoja de ruta hace cinco años para orientar las investigaciones necesarias para lograr la electricidad de fusión en 2050. Al hacerlo, estaban conscientes de la competencia de otros socios del ITER; China y Corea del Sur han comenzado a diseñar sus propios reactores de demostración.

La hoja de ruta ve a ITER como el proyecto más importante en la realización de la fusión, pero no está diseñado para generar electricidad. DEMO, un tokamak adaptado del diseño ITER, que también costaría miles de millones de euros, tiene como objetivo producir varios cientos de megavatios de electricidad para la red. Para ello, debe funcionar continuamente durante horas, días o idealmente años a la vez, en contraposición al ITER, que funcionará en ráfagas que duran sólo unos minutos.

Además, DEMO tendrá que generar su propio suministro de tritio (el isótopo radiactivo del hidrógeno que puede ayudar a impulsar la fusión) usando los neutrones que él mismo produce, con el fin de transformar el litio. Su otro isótopo de hidrógeno, el deuterio, puede ser extraído del agua de mar.

Los investigadores ya están comenzando a desarrollar diseños conceptuales para DEMO. Pero debido a que necesitan resultados del ITER para elaborar un diseño de ingeniería detallado, su progreso es vulnerable a cualquier retraso adicional en Francia.

La persona que coordina esta obra, el ingeniero nuclear de EUROfusion Gianfranco Federici, describe la hoja de ruta revisada como "realista pero muy ambiciosa". Dice que su éxito dependerá no sólo del progreso del ITER sino también de los responsables de laboratorios europeos sacrificando algunos de sus propios proyectos de investigación para concentrarse en el diseño y la I + D establecidos en el plan.

Federici considera que este cambio de prioridades no será fácil. Dice que los físicos "están buscando el santo grial, el plasma perfecto", mientras que la hoja de ruta incorpora un acercamiento más "pragmático" para realizar la energía de fusión lo más rápidamente posible.

El científico sostiene que es vital demostrar la generación de electricidad a partir de la fusión "no muy lejos después de la mitad del siglo". De lo contrario, dice, puede que ya no haya una industria nuclear capaz de construir las plantas de fusión comerciales que seguirían, y el público podría perder la paciencia.

La consiguiente pérdida de apoyo político, escribió en el informe de diseño DEMO, "correría el riesgo de retrasar la electricidad de fusión hasta bien entrado el siglo XXII".

Robert Goldston, físico del Laboratorio de Física de Plasma de Princeton en los Estados Unidos, es más optimista. Está "muy confiado" en que ITER puede producir "cantidades industriales de calor" y cree que una vez que lo haya hecho generar electricidad a partir de la fusión será "una cuestión de compromiso de mano de obra".

Sin embargo, dice que las centrales eléctricas comerciales no necesariamente usarán tokamaks. Una alternativa, dice, es el stellarator, un reactor que explora imanes de forma extraña que es difícil de construir pero potencialmente más fácil de operar.

 

FUENTE: BBC

 

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