Els EUA anunciaran aquest dimarts una fita en la fusió nuclear per crear energia neta

El Departament d’Energia dels Estats Units anunciarà aquest dimarts que científics del país han aconseguit per primera vegada un guany net d’energia d’una recció de fusió nuclear. O sigui, han aconseguit, durant fraccions de segons, treure més energia de la gastada per activar aquest procés.

El sistema es basa en el mateix fenomen físic amb el qual es genera energia a les estrelles. Es produeix energia neta a partir d’un recurs barat i il·limitat: l’hidrogen contingut a l’aigua. Fins ara, l’energia gastada en els experiments de fusió nuclear mai havia sigut superior a la generada.

El contingut de l’anunci va ser avançat aquest diumenge passat pel ‘Financial Times’, però feia uns dies que circulava en la comunitat científica, segons fonts consultades per EL PERIÓDICO. A la fita s’hauria arribat el 5 de desembre a la National Ignition Facility (NIF) del Laboratori Nacional Federal Lawrence Livermore, a Califòrnia, segons aquestes fonts.

A l’espera que es donin més detalls, els números que circulen entre els investigadors apunten que es van fer servir 2,1 megajoules d’energia per activar el procés i es van produir 2,5 megajoules. 

«Si es confirma aquest pas tan gran, serà una notícia magnífica. Amb inversió, es pot convertir en una solució real», afirma Eleonora Viezzer, investigadora en fusió nuclear a la Universitat de Sevilla i Premi Princesa de Girona el 2022. «És la demostració del que els pioners [del sector] van dir als 60. Es pot obtenir energia amb aquest procés. Però [el desenvolupament industrial] no està fet ni de conya», adverteix José Manuel Perlado Martín, president de l’Institut de Fusió Nuclear de la Universitat Politècnica de Madrid. 

Una estrella en un reactor

La fusió nuclear és el contrari de la fissió que alimenta les actuals centrals nuclears. En aquesta última, un àtom pesat es trenca en parts més petites i allibera energia. En la fusió, dos àtoms lleugers (d’hidrogen) es fonen per formar-ne un de més gran (d’heli). Per a això es necessita una energia enorme que contraresti la repulsió entre els nuclis. L’àtom resultant té una massa una mica més petita de la suma dels inicials: la diferència es lliura en forma d’energia explotable.

Per aconseguir-ho, els reactors de fusions porten l’hidrogen a temperatures iguals o superiors a les de les estrelles (centenars de milions de graus), a les quals la matèria es converteix en plasma. Al contrari de l’energia de fissió, el sistema no requereix una reacció en cadena, no genera residus radioactius, i fa servir un recurs pràcticament inesgotable.  

Els dos tipus principals de reactors de fusió es diferencien en la manera en què aïllen el plasma incandescent, per evitar que toqui les parets de la màquina i les dissolgui. Hi ha els de ‘confinament inercial’, com el de la NIF, i els de ‘confinament magnètic’, com el d’ITER, el reactor de fusió europeu, en construcció a Cadarache (França). 

A la NIF, l’hidrogen està encapsulat en càpsules d’alguns mil·límetres de talla, que formen una espècie de pellet. Sobre això, es disparen làsers ultrapotents, que activen la reacció de fusió. Segons Perlado (que treballa en confinament inercial) la clau de l’èxit de l’últim experiment està en l’intens treball de millora de les càpsules, portat a terme als EUA en els últims mesos.

¿Es pot cantar victòria?

La limitació principal del sistema de confinament inercial és que el guany energètic es produeix durant fraccions de segon. El truc per explotar-la industrialment seria bombardejar l’hidrogen amb polsos de laser repetitius, però aquest sistema encara no existeix en làsers tan potents, adverteix Perlado. 

Caldria desenvolupar-los, o explorar si es pot canviar la configuració de l’experiment per utilitzar làsers menys potents. També queda per crear un sistema per reemplaçar el pellet d’hidrogen, entre molts altres reptes tecnològics. 

No està ni de bon tros assegurat que el sistema arribi a temps per alleujar la urgent transició energètica necessària per solucionar la crisi climàtica. Tanmateix, l’interès industrial és molt clar: es compten una dotzena d’empreses privades dedicades a la fusió.  

¿Com queda l’alternativa europea?

Notícies relacionades

Un estudi confirma que es pot restaurar la biodiversitat

Creat el grup d’experts per al traspàs de Rodalies

Amb el seu projecte ITER, la Unió Europea va apostar pel confinament magnètic, un sistema diferent del del NIF. Els usos militars de la tecnologia nord-americana van poder influir en aquesta decisió, segons Perlado. 

En el full de ruta d’ITER, el guany energètic no s’espera abans del 2035. Tanmateix, el projecte continua tenint sentit, segons Viezzer, que treballa en confinament magnètic. El gran avantatge de l’aposta europea és que la producció d’energia duraria minuts en lloc de fraccions de segon. A més, ITER pretén produir 10 vegades més energia de la que consumeix.