Todos los 'soles artificiales' repartidos por el mundo: ¿Cuándo tendremos un reactor de fusión comercial?

El logro ha sido posible gracias a unas instalaciones de diez pisos del tamaño de tres campos de fútbol americano y al trabajo de 60 años. Sin embargo, no es el único proyecto destinado a reproducir la energía que emana de nuestro Sol a diario y que puede ser la respuesta ante el cambio climático.

Sin duda, por potencialidad y participación internacional, la referencia mundial es el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER, por sus siglas en inglés), un megaproyecto en el que participan los países de la Unión Europea, Japón, Estados Unidos, Corea del Sur, India, Rusia y China.

Todos ellos firmaron en 2006 un acuerdo para crear en Cadarache (Francia) el prototipo de reactor más grande jamás construido que probase que, efectivamente, la energía de fusión es una fuente de energía viable. Se diferencia del NIF, sobre todo, en su forma de conseguir recrear las condiciones de presión y temperatura de las estrellas en nuestros laboratorios: mientras que la apuesta norteamericana se basa en un sistema de confinamiento inercial, un método que aprovecha los haces de potentes láseres para comprimir los núcleos de deuterio y tritio del interior de una esfera más pequeña que un guisante, el ITER usa enormes y potentes imanes -confinamiento magnético- para controlar en un inmenso recipiente con forma de rosquilla el plasma ardiente en el que se genera la ansiada fuente de energía.

Y, con este método, espera hacerlo de forma más efectiva que el NIF: mientras que el experimento de Livermore consiguió generar el doble de energía que necesitó la reacción para desencadenarse, ITER promete aumentar hasta en diez veces esta ganancia. Y no solo eso, sino que su objetivo es alargar el récord hasta los 500 segundos a alta potencia (algo más de 8 minutos) y a los 1.500 a media potencia (25 minutos) el trabajo que el reactor del NIF solo ha mantenido (de momento) unas billonésimas de segundo. Sin embargo, aún se encuentra al 80% de construcción y los experimentos no comenzarán, al menos, hasta 2028. Punto, pues, de momento, para los del NIF.

«Pero no hay rivalidad», afirma Eleonora Viezzer, profesora de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la Universidad de Sevilla. «Nos alegramos por ellos; no es un logro de unos pocos, es algo bueno para toda la sociedad». Viezzer, reconocida recientemente con uno de los Premios de Física que otorga la Fundación BBVA con la Real Sociedad Española de Física (RSEF), trabaja con varios de los principales reactores experimentales que existen, entre ellos, con el Join European Torus (JET), la baza europea para no quedarse rezagada en la búsqueda del 'santo grial' de la energía. Y de momento no va nada mal, porque el JET, una suerte de ITER 'en miniatura' -en concreto, un modelo tokamak diez veces más pequeño-, consiguió el pasado mes de febrero generar 59 megajulios durante 5 segundos. 

Un tiempo que puede parecer nimio, pero que en términos de estudio de la física, es casi como si el plasma estuviese 'congelado'. Algo que también ha ocurrido un poco con la burocracia que rige a este 'pequeño' reactor, que si bien está regido por el consorcio europeo EUROfusion, se encuentra en territorio Brexit, concretamente en la ciudad de Culham, cerca de Oxford. «Aún así es algo que está afectando a nivel administrativo; con los colegas no miramos quién es de un lugar o de otro, la cooperación científica sigue siendo la misma», señala Viezzer.

El JET, junto con el NIF, son las únicas instalaciones activas en todo el mundo que operan con deuterio y tritio, los dos isótopos del hidrógeno que son el combustible de las reacciones de fusión. El deuterio es bastante fácil de conseguir: está presente en el agua del mar; sin embargo, el tritio es un elemento más complicado de obtener: aunque en un futuro las reacciones de fusión en cadena conseguirán que se genere 'in situ', de momento es necesario extraerlo del litio.

La fusión nuclear se presenta, así, como una fuente de energía virtualmente ilimitada, limpia y sostenible con el medio ambiente, pues no genera residuos radiactivos de larga duración. A diferencia de la fisión nuclear, en la fusión nuclear, además de producirse residuos radiactivos de larga duración, es físicamente imposible que ocurra un episodio similar al de Chernóbil o Fukushima, ya que en caso de fallo, la reacción se extinguiría por sí sola.

Otro de los proyectos destacados es SPARC, en las instalaciones del mítico Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). Varias empresas y personalidades (entre ellas, el creador de Microsoft, Bill Gates; y el magnate de Amazon, Jeff Bezos), han apostado tan fuerte por este modelo basado en imanes superconductores de alta temperatura que sus creadores afirman que crearán «el campo magnético más potente jamás creado en la Tierra». De hecho, están tan seguros que prometen que tendrán un prototipo que podrá recrear el hito del NIF, si bien esta vez en un dispositivo de confinamiento magnético, listo para 2025.

«Es importante aclarar que SPARC no es un reactor de producción eléctrica, sino un experimento científico y tecnológico que nos ayudará a entender cómo optimizar los reactores del futuro, validar nuestros modelos, y demostrar que la fusión es posible y prometedora», explica a ABC Pablo Rodríguez-Fernández, científico investigador en el Centro de Ciencia del Plasma y Fusión del MIT en el proyecto SPARC. «Este paso, antes de una planta de producción de energía, es muy importante, ya que los experimentos que hemos realizado a lo largo de los años están aún lejos de los regímenes físicos que son necesarios en reactores de producción eléctrica, por lo que tener un paso intermedio, como SPARC e ITER, es primordial».

No solo el mundo occidental tiene sus soles artificiales. Asia está muy interesada también en esta nueva energía. Japón -con colaboración europea- va a inaugurar en los próximos meses el JT-60SA. Ubicado en la prefectura de Ibaraki, será tipo tokamak, al igual que el JET. Pero superará su tamaño, por lo que será el mayor prototipo en su clase hasta que se inaugure el ITER.

Por su parte, China tiene varios modelos, si bien el más puntero es el reactor tokamak superconductor avanzado experimental, EAST. Esta máquina que solo opera con deuterio está siendo llevada al límite por los científicos y ha conseguido mantener una temperatura del plasma de 120 millones de grados Celsius durante 101 segundos; y alargar hasta los 1.056 segundos (17 minutos) a temperatura más baja: 70 millones de grados Celsius. A semejanza de EAST, Corea del Sur ha creado el prototipo KSTAR, que en enero de 2021 fue capaz de alcanzar los 100 millones de grados Celsius durante 20 segundos.

Es importante aclarar que todos estos prototipos son aún experimentos: es decir, de momento ninguno traslada la energía creada a, por ejemplo, la red eléctrica ni son reactores de fusión comerciales. Para eso, tendremos que esperar, como mínimo, hasta la próxima década, según los expertos. «Es difícil estimar cuándo será posible tener la fusión como fuente de energía -señala Rodríguez-Fernández-. Sin embargo, con la financiación privada que está llegando a la fusión y los avances que han ocurrido en los últimos años, creemos que alrededor de la segunda mitad de la década del 2030 será cuando veamos los primeros prototipos de generación eléctrica». Viezzer está de acuerdo: «Sin duda, estamos en un momento crucial y muy emocionante en el campo de la fusión. Creo que seremos la generación que vea despegar esta nueva y prometedora fuente de energía».