Sin embargo, una fuente abundante de energía limpia y segura, que una vez se pensó que era materia de ciencia ficción, está más cerca de lo que muchos creen: la fusión nuclear. Hacerla realidad, sin embargo, tendrá una importante inversión del gobierno en un momento en que el gasto en investigación científica está en peligro.
El aprovechamiento de la fusión nuclear, la energía que mueve el sol y las estrellas, ha sido un objetivo de los físicos de todo el mundo desde la década de los 50's. Es esencialmente inagotable y que pueden ser creados usando isótopos de hidrógeno - primos químicos de hidrógeno, como el deuterio - que fácilmente se puede extraer del agua de mar.
La energía de fusión se crea mediante la fusión de dos núcleos atómicos, en el proceso de conversión de masa en energía, que aparece en forma de calor. El calor, como en los reactores convencionales de fisión nuclear, convierte el agua en vapor, que mueve las turbinas para generar electricidad, o se utiliza para producir combustibles para el transporte u otros usos.
La energía de fusión genera cero gases de efecto invernadero. No ofrece ninguna posibilidad de un accidente catastrófico. Puede estar a disposición de todas las naciones, basándose únicamente en los océanos de la Tierra. Cuando se comercialice, transformara el suministro mundial de energía.
Hay una trampa. El desarrollo de la energía de fusión es una de los desafíos más difíciles de la ciencia y la ingeniería jamás realizados. Entre otros desafíos, este requiere la producción y el confinamiento de un gas caliente - un plasma - con una temperatura de alrededor de 100 millones de grados centígrados.
Sin embargo, las posibles soluciones a estos retos técnicos de enormes proporciones estan emergiendo. En un enfoque, conocido como fusión magnética, el plasma caliente es confinado por potentes imanes. Un segundo enfoque utiliza láseres grandes, intensos para bombardear un pellet congelado de combustible de fusión (núcleos de deuterio y tritio) para calentarlo y hacer que se produzca la fusión en una mil millonésima de segundo. Considerando que la fusión por confinamiento magnético tiene un plasma caliente por tiempo indefinido, como un sol, el segundo enfoque se asemeja a un motor de combustión interna, con multiples mini-explosiones (alrededor de cinco por segundo).
Una vez una zona poco conocida de la investigación, la física del plasma se ha convertido en altamente desarrollada. Los científicos no sólo producen plasmas de 100 millones de grados rutinariamente, sino que controlan y manipulan a esos "pequeños soles" con notable delicadeza. Desde el año 1970 la energía producida por fusión magnética en el laboratorio ha crecido de una décima parte de un vatio, producido por una fracción de segundo, a 16 millones de vatios producidos por un segundo - un aumento de millones de veces en la energía de fusión.
Siete socios - la Unión Europea, China, India, Japón, Rusia, Corea del Sur y Estados Unidos - se han unido en un experimento para producir 500 millones de vatios de potencia de fusión por 500 segundos y mas en el 2020, demostrando los principales aspectos científicos y de ingeniería de la fusión en la escala de un reactor.
Sin embargo, aun cuando Estados Unidos es un colaborador de este experimento, conocido como ITER, aun tiene que comprometerse con el programa completo necesario para desarrollar un reactor de fusión domestico que pueda producir electricidad para la red eléctrica estadounidense.Mientras tanto, otras naciones están avanzando para implementar la fusión como un ingrediente clave de su seguridad energética.
De hecho, las instalaciones de investigación de la fusión más moderna que cualquier otra cosa en los Estados Unidos están en construcción o estan operando en China, Alemania, Japón y Corea del Sur. La voluntad y el entusiasmo de los gobiernos en Asia para cubrir sus necesidades de energía con la fusión, tan pronto como sea posible, es casi palpable.
Lo que ha estado faltando en Estados Unidos es la voluntad política y económica. Necesitamos una inversión pública seria para desarrollar materiales que puedan soportar el duro ambiente de fusión, mantener el plasma caliente de forma indefinida e integrar todas estas funciones en una instalación experimental para producir energía de fusión continua.
Esto no será barato. Una estimación aproximada es que se necesitarían 30 mil millones de dólares y 20 años para pasar del estado actual de la investigación al primer reactor de fusión de trabajo. Pero puesto en perspectiva, esa suma es igual a una semana de consumo de energía doméstica, o cerca del 2 por ciento del gasto energético anual de $ 1,5 trillones de dolares.
La fusión que solía ser una fuente de energía para los nietos de mi generación, ahora, los planes de todo el mundo exigen una planta de demostración en unos 20 años. La fusión tiene el potencial para ayudar a todos los nuevos retos de este aun nuevo siglo, : la independencia energética, la competitividad económica nacional, la responsabilidad ambiental y la reducción de los conflictos sobre los recursos naturales. Se trata de una prueba de fuego para la voluntad de nuestra nación para hacer frente a los retos difíciles que darán forma a nuestro futuro. Los científicos e ingenieros están listos para ayudar.
Stewart C. Prager es el director de la Princeton Plasma Physics Laboratory, Laboratorio Nacional del Departamento de Energía y profesor de ciencias astrofísicas en Princeton.
STEWART C. PRAGER, Princeton, NJ
New York Times
New York Times
10 Julio 2011
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