ITER, el otro “camino” hacia la energía nuclear de fusión

Iter significa camino en latín y además es el nombre de uno de los proyectos internacionales más ambiciosos en materia de energía: demostrar que la fusión nuclear puede ser una fuente a gran escala, ilimitada y limpia.

Estados Unidos anunció recientemente que había logrado, por primera vez mediante fusión nuclear, una ganancia neta de energía (una reacción que libera más energía que la necesaria para desencadenarla) en un experimento realizado en el Laboratorio Nacional de Lawrence Livermore.

La noticia volvió a poner en el foco la posibilidad de que un día sea una realidad la energía de fusión, un proceso que originalmente se produce dentro de las estrellas, y los científicos investigan diversos caminos para lograrla.

Entre lo físicos hay una broma que dice que para lograr el uso de la fusión nuclear faltan 40 años y siempre faltarán 40 años, en referencia al tiempo necesario y lo complejo de los avances, dice a EFE el antiguo director general adjunto del proyecto  ITER (Reactor Internacional Termonuclear Experimental) Carlos Alejaldre.

“Ahora es verdad que estamos mucho más cerca”, aunque “no hay que olvidar” que lo que se ha hecho en Estados Unidos es aún un experimento.

La fusión es la reacción entre dos núcleos de átomos ligeros (deuterio y tritio) que conduce a la formación de un núcleo más pesado (helio) con el desprendimiento de gran cantidad de energía.

El proyecto internacional ITER

El camino elegido por Estados Unidos es el confinamiento inercial, usando láseres, en su caso 192, para calentar una cápsula de un milímetro de diámetro con deuterio y tritio para que implosione.

ITER, un proyecto internacional formado por la Unión Europea, China, India, Corea, Rusia y Estados Unidos, explora la vía del confinamiento magnético. Básicamente se trata de generar una botella de campos magnéticos, que aísla quasi perfectamente el deuterio y el tritio.

Calentando esa botella a temperaturas de más de un millón de grados se obliga a chocar a los núcleos de deuterio y tritio para producirse la fusión, explica el también antiguo director general del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT).

En su actual hoja de ruta, en revisión, ITER, que está instalado en Cadarache (Francia), tiene previsto empezar a generar los primeros plasmas en 2025, pero es posible que haya retrasos por dificultades con algunos materiales, la guerra en Ucrania y los efectos de la pandemia, indica Alejaldre.

El físico no cree que Estados Unidos, al haber logrado ya una ganancia neta de energía, haya adelantado al proyecto ITER; aún queda mucho camino por delante para ambas alternativas.

Además, el objetivo del estadounidense Centro Nacional de Ignición (NIF) es simular las condiciones que se producen en una explosión termonuclear, “con esa tecnología se puede construir un reactor de fusión, y no es descartable que se haga, pero no era el objetivo fundamental de ese experimento”.

ITER demostrará que, a través del confinamiento magnético, es posible hacer reacciones de fusión que duren unos centenares de segundos, logrando una ganancia neta de energía.

Sin embargo, no producirá un solo kilovatio hora (como tampoco el experimento estadounidense), porque “no es su objetivo”, pero toda esa tecnología prevé dar paso a un reactor de demostración para producir energía eléctrica, explica.

El conocimiento logrado por ITER se traducirá en la construcción de un prototipo de reactor de fusión, DEMO, que trabaje de modo continuo, para demostrar su viabilidad para la producción de electricidad de forma económicamente rentable y “medioambientalmente aceptable”.

El proceso nuclear

Una vez que se demuestre que “todas las promesas que estamos realizando sobre la energía de fusión son verdad”, el último paso sería empezar a construir reactores de fusión comerciales, algo que Alejaldre no prevé que suceda antes de la década de los cincuenta.

Entre ITER y DEMO hay una etapa intermedia imprescindible para llevar el proceso a buen puerto y en la que España tiene un papel fundamental.

Es el proyecto IFMIF-DONES, un acelerador de partículas cuya construcción está prevista en Escúzar (Granada), que servirá para probar, validar y calificar los materiales que se usen en las futuras plantas de energía de fusión como DEMO.

Alejaldre destaca la importancia de validar los materiales de la construcción de DEMO para probar que resisten en el tiempo el flujo neutrónico y de otras partículas a los que estarán sometidos, pues la fusión nuclear se produce en condiciones extremas.

“Podemos tener un ITER con todas las soluciones de un éxito global”, pero sin esa información sobre los materiales que proporcionará IFMIF-DONES seguiremos sin poder construir DEMO de una manera válida”.

“Hay algunos prototipos de materiales, otros ya existen y se están evaluando en reactores de fisión, pero los neutrones de fusión son muy energéticos y necesitan que se prueben adecuadamente, por eso DONES -destaca- es tan importante.

El físico rompe una lanza en favor del confinamiento magnético como la tecnología que, en un futuro, produzca energía eléctrica comercial, porque se está haciendo “un mayor esfuerzo” hacia ese fin, desarrollando en paralelo las tecnologías necesarias para construir un reactor.

En el caso del confinamiento inercial, la tecnología asociada es válida para ese experimento estadounidense, pero aún hay que desarrollar toda la necesaria para extrapolarlo a un reactor.