¿Habrá algún día un reactor comercial de fusión nuclear?

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Queridos lectores,

Durante bastante tiempo he dudado sobre escribir este post. Se trata de un tema polémico, porque al final implica atacar de alguna manera el trabajo de ciertos colegas sin ser yo especialista en la cuestión. Por tanto, me voy a limitar a hacerme eco de dos noticias publicadas al respecto (básicamente, traduciré algunos extractos escogidos). Una es una noticia aparecida en BBC News sobre la situación actual del ITER (¿recuerdan? ese reactor experimental de fusión internacional por el que dentro de la UE competían España y Francia, y que al final Francia ganó para la localidad gala de Cadarache -que fue la sede finalmente escogida a nivel internacional-, quedando para España la sede del consejo político de la UE para el ITER, el «Fusion for Energy«). Pues bien, algunas voces críticas empiezan a decir que quizá este proyecto no tiene sentido.

Para leer el original de la primera de las noticias en BBC News pinche aquí. A continuación, la traducción de algunos párrafos escogidos.

Ciertos e-mails filtrados a BBC News revelan que los costes de construcción para el proyecto experimental de fusión conocido como ITER se han más que doblado.

Algunos científicos creen incluso que las barreras técnicas para conseguir la fusión se han vuelto más difíciles de superar [de lo esperado] y que el desarrollo de la fusión como como una fuente comercial de energía está todavía a más de 100 años vista.

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El profesor Sebastien Balibar es un director de investigación del laboratorio nacional de investigación de París. Dice que si los costes crecientes del ITER se costean recortando otros programas científicos sería un desastre para la ciencia.

«Si el ITER se construye con dinero que salga de la energía o el petróleo, está bien, espero que funcione y espero que dentro de 100 años sepamos cómo controlar un reactor de fusión. Pero si el dinero se toma del soporte público a la investigación en Física o Biología me enfadaría bastante», dice el profesor Balibar.

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El profesor del Massachussets Institute of Technology (MIT) Bruno Coppi ha trabajo en investigación sobre fusión en Italia y los EE.UU. durante décadas. Cree que el ITER es el experimento equivocado; es demasiado caro, llevará demasiado tiempo y puedo no conducir a la fusión. Dice que deberíamos considerar otras opciones.

«El tiempo apremia, la situación del clima empeora. Creo que deberíamos ir hacia un tipo más rápido de experimentos. El ITER debería admitir sus limitaciones y dará una contribución limitada a la fusión, pero para llegar a la ignición se debería ir por un camino diferente», dice.

Otro barrera enorme es como contener gases que son 10 veces más calientes que el Sol. Los materiales que se requieren simplemente no se han inventados aún.

El profesor Balibar lo explica: «La barrera más difícil es el problema de los materiales. Hace algún tiempo declaré que la fusión es como intentar meter el Sol en una caja – pero no sabemos cómo hacer esa caja.»

«Las paredes de la caja, que tienen que ser a prueba de fugas, son bombardeas por neutrones [con tal energía e intensidad] que harían hervir el acero inoxidable. Algunos dicen que sólo es cuestión de inventar un acero inoxidable que sea poroso como para dejar pasar esas partículas; personalmente yo habría empezado por inventar ese material.»

En la Provenza, los científicos que trabajan en el ITER dicen que tienen fe en que el proyecto llevará al camino más eficaz hacia la fusión.

El Dr. Norbert Holtkamp es el hombre encargado de construir la máquina.

«El ITER es un paso que demostrará si la fusión es viable. Pero si es fácil o no depende del coste de la energía en ese momento respecto al del petróleo, pero ciertamente el ITER tiene ese potencial.»

El Dr. Holtkamp reconoce que el ITER es un experimento científico – y como tal tiene la posibilidad del fracaso.

«Cualquier proyecto puede fracasar, especialmente si es el único o el primero de su especial. Sería irresponsable para cualquier científico o gestor de proyectos decir que en ciencia un proyecto no puede fracasar.»
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El profesor Balibar dice que el resultado final de los costes disparados y los crecientes desafíos técnicos será una nueva ralentización del camino a la fusión.

«La consecuencia de todas estas dificultades es que no será mañana cuando tendremos éxito con la fusión. Pero el problema de la energía y el problema del clima son urgentes», dice.

«El calentamiento global es ahora – necesitamos encontrar una solución inmediatamente, no podemos esperar 100 años. La solución a los problemas del clima y la energía no es el ITER, no es la fusión.»

Aunque la fusión ofrece una esperanza a largo plazo para asegurar los suministros de energía, el clima cambiante y la necesidad apremiante para tener una energía más verde aseguran que las renovables conseguirán un apoyo político mayor en el corto y medio plazo.

En última instancia la fusión puede ser el tipo de sueño tecnológico que es demasiado difícil de convertir en realidad. Y el ITER, en una preciosa localidad del sur de Francia, puede ser el cementerio de una idea buena pero imposible.
La segunda de la referencias de hoy es para los que estén más inclinados a los detalles técnicos. Está en la cuarta parte del ahora famoso «Informe Dittmar«, publicado en The Oil Drum el año pasado. Es muy largo y es muy técnico, así que no voy a traducirlo ni siquiera por párrafos; quien tenga interés puede encontrarlo aquí (atención, en el texto se habla tanto de los Breeding reactors, o reactores de fisión que regeneran combustible nuclear a base de reacciones convenientes que transmutan otras especies como el torio, como de los reactores de fusión tipo ITER; busquen la parte que les interese). Las conclusiones básicas de este artículo son:

• La única reacción de fusión nuclear que podría ser viable en la práctica es la del tritio con el deuterio (que son dos isótopos del hidrógeno). Esta reacción da mucha energía y un gran flujo de neutrones que deben ser absorbidos y/o reutilizados de algún modo.
• El tritio es escasísimo: sólo hay unos pocos litros en todo el planeta Tierra. Su vida media es de 12,3 años, con lo cual tiende a desaparecer bastante rápidamente.
• Por tanto, la reacción de fusión debe regenerar el tritio de alguna manera. Esto se consigue haciendo impactar los neutrones resultantes de la reacción sobre una capa de litio, que se descompone bajo la acción del neutrón colisionante en helio y tritio. Regenerar tritio es fundamental no sólo para mantener el reactor en operación, sino también para generar más combustible para otros reactores.
• No se conoce ningún material capaz de envolver la reacción de fusión y no ser destruido bajo el intenso haz de neutrones (en línea de lo que se comenta en la noticia anterior).
• Se deberían aprovechar todos los neutrones para transmutar el litio en tritio para reemplazar el tritio gastado. Esto es imposible incluso en teoría.
• El litio y el tritio (que químicamente es hidrógeno) son muy reactivos y reaccionarán entre ellos, haciendo imposible separarlos y desencadenando toda una serie de procesos de consecuencias poco agradables (la expresión «bomba H» puede ser de utilidad para entendernos aquí).

Por todo lo cual, es imposible mantener de manera continuada esta reacción, no digamos ya desplegar una flota de centrales de fusión por todo el mundo. Es por ello que el autor dice con ironía: «Siempre faltan 50 años para llegar al primer reactor comercial de fusión nuclear». A aquellos que sepan inglés y no se asusten por la física (bastante elemental, por otra parte) del artículo les recomiendo que lo lean entero, y en particular la descripción de las peripecias del Dr. Dittmar para publicar sus resultados y recabar opiniones de sus doctos colegas en el ITER.

Como ven, la cuestión es más que controvertida; hay ciertos elementos que merecen una cierta discusión y debate público, sobre todo teniendo en cuenta el abultado presupuesto del proyecto ITER y las expectativas que con él se crean en la población. A Vds. les dejo la tarea de juzgar estas consideraciones.

Salu2,

AMT