En busca de una energía limpia e inagotable

16-04-2010

Eso es lo que busca el profesor Raúl Sánchez Fernández de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), que ha recibido el premio "Miguel Catalán" de la Comunidad de Madrid a científicos de menos de cuarenta años por su investigación en física de plasmas y termofusión nuclear, que puede colaborar a hacer realidad la energía de fusión, limpia e inagotable.


La fusión nuclear se produce cuando dos núcleos atómicos de elementos ligeros se unen dando lugar a elementos más pesados, desprendiendo una gran cantidad de energía. Para que se pueda producir esta reacción es necesario un gran aporte de energía para alcanzar temperaturas del orden de decenas de millones de grados que permiten que los núcleos se acerquen lo suficiente como para vencer su repulsión natural y se condensen en estado de plasma. Pero una vez en marcha, el proceso puede autosostenerse con un aporte energético exterior minimo, formando lo que se llama un plasma en ignición. Para evitar que estos plasmas entren en contacto con ningún medio material, uno de los métodos que se emplean en algunos reactores de fusión es el confinamiento magnético, que consiste en aislar el plasma en una cámara de vacío mediante campos magnéticos.

"Uno de los problemas es que este tipo de plasmas son por naturaleza muy inestables y están dominados por la turbulencia que aparece en su interior y que hace que tanto el plasma como su energía intenten abandonar muy rápidamente la botella magnética que los confina", explica Raúl Sánchez, que ha centrado sus investigaciones en el estudio teórico y básico de la física de sistemas de confinamiento magnético de plasmas, como el que emplea el prototipo de reactor tipo Tokamak del ITER, actualmente en construcción.

El éxito de esta manera de producir energía requiere evitar la aparición de estas inestabilidades o controlarlas si aparecen, al igual que las turbulencias que dominan su interior y aceleran enormemente el deterioro del confinamiento. En las últimas décadas se han hecho grandes avances en esta dirección, pero se han usado plasmas de deuterio que no producen neutrones de alta energía y que son, por tanto, más fáciles de operar. La fusión de deuterio y tritio es, sin embargo, la más accesible energéticamente, ya que requiere una temperatura más baja. Por ello, todavía quedan muchos retos por resolver, como los que tienen que ver con la introducción del tritio, que es un isótopo inestable. O como la demostración de que estos plasmas pueden entrar en ignición, es decir, 'autocalentarse' con la energía almacenada por los átomos de helio producidos en las reacciones de fusión.

"Además - adelanta el investigador - la fusión de tritio y deuterio, los dos elementos que se utilizan, producirá grandes flujos de neutrones muy energéticos que se dirigirán hacia las paredes del reactor, por lo que habrá que encontrar materiales capaces de soportar dichos flujos", concluye. Con el fin de afrontar todos estos retos, la comunidad internacional, incluida España, ha puesto en marcha el proyecto ITER, un reactor de este tipo que se está construyendo en el sur de Francia con un presupuesto de más de 20.000 millones de euros.