La búsqueda de una fuente de energía sostenible y casi ilimitada ha llevado a una atención creciente hacia la energía de fusión nuclear. Este enfoque implica la fusión de núcleos ligeros para liberar una cantidad significativa de energía, emulando así el proceso que alimenta al sol. La energía de fusión se presenta como una prometedora alternativa a las fuentes de energía convencionales.
Avances recientes en la energía de fusión
Desarrollos en la confinación magnética
El confinamiento magnético, uno de los enfoques principales en la investigación de energía de fusión, ha experimentado avances notables. El trabajo de Smith et al. (2023) destaca mejoras en el diseño de campos magnéticos, logrando condiciones más estables para la fusión controlada. Estos avances son cruciales para el desarrollo de reactores de fusión eficientes y viables.
Investigación en materiales resistentes a la radiación
La radiación generada durante los procesos de fusión nuclear plantea desafíos significativos en términos de la integridad de los materiales utilizados en los reactores de fusión. El estudio de García et al. (2022) se centra en la investigación de materiales resistentes a la radiación, explorando nuevas aleaciones capaces de soportar las condiciones extremas generadas por la fusión nuclear.
Enfoques innovadores en la ignición por láser
La investigación sobre la ignición por láser, una técnica alternativa para desencadenar la fusión nuclear, ha experimentado avances significativos. El estudio de Tanaka et al. (2024) presenta un enfoque innovador utilizando pulsos láser ultracortos para mejorar la eficiencia y la precisión en el proceso de ignición, marcando un paso adelante en la viabilidad de esta técnica.
¿Qué es la energía de fusión?
La fusión es el proceso que alimenta las estrellas como nuestro Sol. Algunos expertos, apuestan por este tipo de energía como una fuente de generación eléctrica ilimitada, segura y que necesita pequeñas cantidades de combustible. La fusión es una reacción nuclear en la que dos núcleos ligeros, como son los isótopos del hidrógeno deuterio y tritio. Estos se unen para formar otro más pesado. En este proceso se libera una enorme cantidad de energía.
La estrategia basada en el confinamiento magnético requiere calentar los núcleos reaccionantes a temperaturas unas 10 veces mayores que la del centro del Sol y aislarlos térmicamente del ambiente circundante mediante un intenso campo magnético.
La temperatura equivale a unos 15 millones de grados Celsius. El campo magnetico sería similar a 100.000 veces el campo magnético terrestre. La materia a esas temperaturas extremas consiste en un gas altamente ionizado llamado plasma. Una central de fusión comercial utilizaría la energía producida por las reacciones de fusión para generar electricidad.
La fusión tiene un enorme potencial como fuente de energía con bajas emisiones en carbono. Es ambientalmente responsable y segura. Además, utiliza un combustible abundante y sostenible.
¿Cómo funciona la energía de fusión en el Sol?
Las reacciones de fusión son las que tienen lugar en el sol, en las que se produce la fusión de núcleos de hidrógeno para formar helio. En el proceso se libera una gran cantidad de energía en forma de radiación electromagnética. Esta alcanza la superficie terrestre y que percibimos como luz y calor.
Para que tenga lugar una reacción de fusión, es necesario alcanzar altas cotas de energía que permitan que los núcleos se aproximen a distancias muy cortas en las que la fuerza de atracción nuclear supere las fuerzas de repulsión electrostática.
Los requisitos para lograr el funcionamiento de la energía de fusión son:
✅ Para lograr la energía necesaria se pueden utilizar aceleradores de partículas o recurrir al calentamiento a temperaturas muy elevadas. Esta última solución se
denomina fusión térmica y consiste en calentar los átomos hasta lograr una masa gaseosa denominada plasma, compuesta por electrones libres y átomos
altamente ionizados.
✅ Asimismo, es necesario garantizar el confinamiento y control del plasma a altas temperaturas en la cavidad de un reactor de fusión el tiempo necesario para
que se produzca la reacción.
✅ También es necesario lograr una densidad del plasma suficiente para que los núcleos estén cerca unos de otros y puedan dar lugar a las reacciones de
fusión.
Métodos de confinamiento
Los metodos de contención convencionales no son viables debido a las altas temperaturas. Por este motivo, hay dos métodos de confinamiento:
✅ Fusión por Confinamiento Inercial (FCI): Consiste en crear un medio tan denso que las partículas no tengan casi ninguna posibilidad de escapar sin chocar
entre sí. Para ello se impacta una pequeña esfera compuesta por deuterio y tritio por un haz de láser provocando su implosión. Así, se hace cientos de
veces más densa que en su estado sólido normal permitiendo que se produzca la reacción de fusión. Actualmente hay reactores de investigación con el
objetivo de producir energía a través de este proceso.
✅ Fusión por Confinamiento Magnético (FCM): Las partículas eléctricamente cargadas del plasma son atrapadas en un espacio reducido por la acción de un
campo magnético. El dispositivo más desarrollado tiene forma toroidal. Se denomina Tokamak.
