La Fusión Nuclear, una de las dos formas de obtener energía del Átomo, y con mucho, la más segura, ha sido hasta ahora un motivo de discusión teórica, investigación y controversia (especialmente tras el fállido experimento de la fusión fría de Pons y Fleischmann)
Actualmente, dos enfoques teóricos son los imperantes en la búsqueda de obtener un reactor núclear de Fusión comercialmente viable, apoyados por los gobiernos de varios países.
El Primero es el llamado de Confinamiento Inercial, en el cual se usa una poderosa emisión de láser sobre una pequeña masa de deuterio (un isótopo del Hidrógeno fácil de obtener, presente en el agua de mar) lo que produce un proceso que se describe en el gráfico adjunto debajo:
Imágen: Jon Thoms
Inicialmente, el deuterio, al ser impactado por el láser, se calienta formando en su superficie plasma (primera figura desde la izquierda) La continuación de este proceso genera la compresión del material, causada por la ignición del plasma (segunda figura desde la izquierda) las flechas amarillas indican el flujo de calor hacia el exterior, mientras que las azules y moradas indican la compresión del material y el flujo de calor hacia el interior, respectivamente.
Al llegar tanto la compresión como la temperatura a niveles críticos (alrededor de cien millones de grados Celsius) la masa de deuterio llega a tener una densidad bastante alta (20 veces la del plomo que es 11.34 g·cm−3) como se puede ver en la tercera figura, este estado es el previo para la ocurrencia de la fusión de Deuterio-Tritio y por lo tanto a la producción de energía, actualmente, se encuentra en construcción el mayor láser para confinamiento inercial diseñado, dentro de la llamada National Ignition Facility (NIF) en el Laboratorio Lawrence Livermore, EE.UU.
La Alternativa tecnológica más conocida al confinamiento incercial es el llamado confinamiento magnético, en el cual se usa un poderoso campo magnético para inducir la ignición del plasma, en este método, el campo magnético generado en un toro (una figura similar a una dona o rosquilla) es complementado por un campo magnético en el eje del plasma, tal como se distingue en la figura líneas abajo:
Entonces, el plasma recibe tanto el influjo del campo magnético como de la corriente eléctrica generada por este, induciendo el estado crítico que produce la fusión nuclear.
En la actualidad, el Reactor de este tipo (también llamado Tokamak) es el JET (Joint European Torus) operando en Inglaterra cuyo costo asciende de mil millones de dólares americanos. Existen planes para la construcción de otro reactor llamado ITER (International Tokamak Experimental Reactor) del cual se espera lograr hasta 500 MW (Mega Watts) por alrededor de 1000 segundos, tal proyecto es una colaboración internacional y tendrá un costo aproximado de 10 mil millones de Euros, la construcción del complejo del Reactor, en Francia, ya se ha iniciado y se espera que el Reactor comience a ensamblarse para el año 2011 y su pleno funcionamiento para el año 2018.
Actualmente se encuentra en estudio otro método para lograr la fusión nuclear en el Laboratorio Los Alamos llamada Fusión magnetizada (magnetized target fusion) en la cual se combinan características de los dos métodos anteriores, esto es, se hace pasar el plasma por un campo magnético, lo cual mantiene su cohesión mientras un láser lo calienta hasta la temperatura de fusión. En realidad, no presenta ninguna ventaja real sobre los enfoques anteriores, salvo quizás el ser capaz de aceptar una densidad de plasma accesible (1019 iones.cm–3) frente a 1014 iones.cm–3, 1025 iones.cm–3, y por ende, menores necesidades de Ingeniería, aunque aun lejos de aplicaciones comercialmente Viables.
La más reciente propuesta en este sentido es un proyecto de la empresa Start-up General Fusion, la cual presenta una interesante innovación a partir de una variación del enfoque anterior:
Imágen: General Fusion
En este modelo, el reactor consta de un tanque metálico de forma esférica al cual será bombeado metal líquido (una mezcla de Plomo y Litio) rodeando a una cavidad por la cual serán introducidos dos anillos auto-contenidos de plasma, conocidos como Spheromaks , los cuales se reunirán en el centro de la cavidad (ver fígura líneas abajo).
Imágen: General Fusion
Tras ello, La esfera será impactada de manera simultánea por 220 pistones neumáticos, que transmitirán una poderosa onda de presión a través del metal –convirtiéndose en una onda de choque– hacia el plasma, el cual colapsa al producirse las condiciones necesarias para la fusión, el calor generado (aproximadamente 600 Mega Joules) circulan por un intercambiador de calor, del cual se puede generar vapor para propulsar una turbina u otro tipo de aprovechamiento energético (se estima una ganancia energética de 200 Mega Joules, de los cuales 100 serán utilizados en preparar el siguiente impacto neumático) De repetirse esta acción cada segundo, estaríamos hablando de un Reactor capaz de producir 100 Mega Watts de Energía dentro de cuatro años y a un costo de 500 millones de dólares, apenas una fracción de los costos de ITER y por su consttitución particular, bastante seguro, ya que el metal líquido absorbe el flujo de neutrones resultante.
Sin embargo, aunque esta idea es teóricamente sólida, aun hace falta un considerable trabajo de Ingeniería, tanto en la adecuada sincronización de los pistones neumáticos –lo cual plantea todo un reto a la ingeniería de control automática– así como un mejor entendimiento de la dinámica del metal líquido y los vórtices que puede formar en el reactor, pese a lo cual, sigue siendo una innovadora e interesante idea para aportar una fuente de energía limpia y a un costo accesible
Hallado en Technology Review.
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