Fusión nuclear de sobremesa: un pequeño aparato y un gran déficit de tritio

La fusión nuclear es la reacción gracias a la cual las estrellas, incluido el Sol, producen energía. Los científicos confían en que algún día este proceso se convierta en una fuente de energía limpia y prácticamente inagotable en la Tierra. La fusión no genera emisiones de dióxido de carbono, el combustible necesario está disponible en su mayor parte y la reacción no se sostiene por sí sola: si la instalación funciona mal, el proceso simplemente se apaga y se detiene.

La principal dificultad consiste en crear en la Tierra unas condiciones parecidas a las de las estrellas y encajar los equipos necesarios en una central eléctrica. Se están desarrollando dos enfoques principales. En uno, se crean temperaturas y presiones extremadamente altas mediante campos magnéticos; en el otro, mediante láseres. La startup Cambridge Heavy Industries trabaja en la opción láser.

Según TechCrunch, la empresa todavía opera discretamente desde un laboratorio del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), pero ha empezado a hablar de su desarrollo. Su objetivo es hacer que la fusión nuclear sea más eficiente y compacta que en los proyectos tradicionales.

El cofundador y consejero delegado de la empresa, Yun Cai, describe el dispositivo como «minúsculo» y de sobremesa: permite realizar experimentos y perfeccionar el diseño con rapidez. Más adelante, la tecnología se ampliará. Aun así, se prevé que la instalación sea bastante más pequeña que los proyectos de reactores habituales: tendría aproximadamente el tamaño de dos pistas de baloncesto, no el de todo un complejo de generación eléctrica.

La característica clave del desarrollo es un sistema de dos láseres. El primero dirige la luz hacia un bloque de combustible en anillos concéntricos. Las ondas de choque que se generan avanzan hacia el interior y comprimen el combustible con aceleración. Después, el segundo láser incide en la onda en un punto calculado con precisión para crear la presión necesaria para iniciar la reacción de fusión.

Según el planteamiento de sus desarrolladores, la estructura cerrada actúa por sí misma como un sistema compacto de preparación del combustible: los procesos se dirigen hacia dentro. Además, la instalación emplea un esquema bidimensional, no tridimensional, por lo que los láseres tienen que cubrir menos direcciones. A modo de comparación, la instalación estadounidense National Ignition Facility (NIF) comprime las cápsulas de combustible con 192 láseres dispuestos en tres dimensiones.

Su reducido tamaño y su eficiencia permiten que el aparato de Cambridge Heavy Industries realice, según la empresa, entre 50 y 80 pulsos láser al día. La NIF apenas efectúa unos pocos disparos en el mismo periodo. Yun Cai también afirma que el desarrollo requiere una potencia láser relativamente baja. Decenas de experimentos diarios permiten analizar los resultados y modificar los parámetros del sistema con rapidez.

Sin embargo, hay una salvedad importante: por ahora, el aparato de sobremesa no cumple la misma función que la NIF o que las futuras centrales de fusión. En esta fase no está pensado para generar electricidad, sino para producir tritio, uno de los combustibles de la fusión. La construcción de un reactor y una central completos queda para etapas posteriores.

Para que se produzca la fusión nuclear, se hacen chocar dos núcleos atómicos ligeros. La combinación más prometedora se considera la deuterio y tritio. Hay bastante deuterio, pero poco tritio. En la actualidad, una parte importante del tritio disponible procede de antiguas centrales nucleares de fisión, que se van retirando progresivamente del servicio.

A largo plazo, los reactores de fusión deberán producir su propio tritio al tiempo que generan electricidad. Pero no se esperan los primeros reactores de este tipo antes de la década de 2030. Cambridge Heavy Industries espera cubrir el intervalo hasta que lleguen.

Según un estudio citado por TechCrunch, en 2054 el déficit total de tritio para el sector podría alcanzar los 28 kilogramos (62 libras). A los precios actuales, eso equivale a unos 840 millones de dólares, aproximadamente 631 millones de libras o 1.209 millones de dólares australianos. Por eso, la producción de este isótopo podría convertirse en un mercado lucrativo.

Los inversores también están poniendo dinero en la energía de fusión en general. Pero las reacciones de fusión se obtienen en laboratorio desde hace décadas y todavía no se ha conseguido generar electricidad de forma práctica por este método: probablemente falten aún varios años. Un suministro fiable de tritio y unas instalaciones más compactas y eficientes podrían acelerar el camino hacia un nuevo tipo de energía. Eso es precisamente lo que espera Cambridge Heavy Industries. Si la tecnología logra desarrollarse en los próximos años, podría influir notablemente en la producción y el suministro de energía.