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Ciencia

«En un reactor de fusión no puede haber un Fukushima o un Chernóbil, es físicamente imposible»

Joaquín Sánchez, director del Laboratorio Nacional de Fusión, dependiente del Ciemat, charla con ABC sobre los logros y los retos de la energía que emula a las estrellas: la fusión termodinámica

Cada segundo, millones de toneladas de núcleos de hidrógeno chocan entre sí a tremendas temperaturas y presiones en el interior del Sol. Este proceso les obliga a vencer la repulsión electrostática, creando un elemento más pesado, el helio. Es así como nuestra estrella genera de forma natural ingentes cantidades de luz y calor. Cuando la humanidad comprendió este mecanismo, la pregunta se volvió terrenal: ¿podríamos emular algo parecido aquí y usar todo ese enorme potencial sin apenas residuos en nuestro beneficio? La teoría dice que con la batería de litio de un simple móvil y medio litro de agua se podría generar toda la energía que consume un europeo medio en 30 años.

Y aunque en el plano de la

práctica aún queda un tiempo para que se convierta en una realidad cotidiana, experimentos como el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER), en el que España tiene una amplia participación, esperan probar en los próximos años la viabilidad de los reactores de fusión. De estos y otros temas relacionados con la energía del futuro charla ABC con Joaquín Sánchez, director del Laboratorio Nacional de Fusión (dependiente del Ciemat) y principal ponente de la conferencia organizada por la Fundación Ramón Areces «La fusión termonuclear como energía masiva, segura e inagotable».

¿Cómo se puede «empaquetar» la energía del Sol?

En realidad nosotros no provocamos exactamente la misma reacción de fusión que el Sol. Este utiliza hidrógeno simple y nosotros usamos núcleos con hidrógeno especial: deuterio y tritio. Además, el Sol produce este fenómeno por gravedad: tiene tanta que, en el centro, las presiones son altísimas y se produce la fusión. Aquí, en la Tierra, no poseemos ese mecanismo, y tenemos que utilizar otros métodos para almacenar el gas en estado de plasma a altísimas temperaturas, del orden de 100 a 200 millones de grados centígrados, lo que es paradójico, porque en el Sol se registran cifras más bajas, si bien su enorme gravedad compensa esta diferencia. Así, para contener toda esta energía aquí y que se produzca la reacción de fusión, necesitamos un método diferente. Y ahí entra en juego el confinamiento magnético.

Que es uno de los puntos más complejos del reactor, ya que debe ser capaz de contener el plasma infernal que se genera en el interior del reactor. ¿En qué punto real se encuentra la tecnología ahora mismo?

Tenemos que tener en cuenta que el exterior del reactor está atemperaturas ambiente de 20 o 30 grados centígrados, mientras que en el interior llegamos a los 200 millones. Inebitalmente, por muy bien que confine el campo magnético, la energía se va a ir escapando tarde o temprano. Este escape de energía lo tenemos que compensar con la energía generada internamente por la reacción de fusión para que la temperatura no decaiga. En este balance de pérdidas y ganancias juega un papel muy importante el campo eléctrico, pero éste tiene un límite tecnológico difícil de superar, el otro parámetro que nos queda es el tamaño: los cuerpos grandes guardan mejor el calor que los pequeños, para aprovechar esto los reactores de fusión tenderán a ser de gran tamaño. Se calcula que para conseguir la «ignición», es decir que la alta temperatura del plasma se automantenga en esos cientos de millones de grados, es necesario un volumen de 1000 metros cúbicos, que es aproximadamente el volumen que alcanza el plasma en el experimento ITER. Esta combinación de alta tecnología con grandes tamaños nos lleva inevitablemente a altos costes y largos tiempos de desarrollo y es la principal causa de los retrasos de ITER, si bien ahora se va viendo el final del túnel en este gran proyecto.

Quien la conoce, lo hace por sus características «milagrosas»: limpia, segura, infinita. Pero, ¿es así?

La fusión genera grandes cantidades de energía potente con muy poco combustible. Con un gramo de hidrógeno podríamos obtener mediante la combustión la energía para mover un coche 100 metros pero mediante la fusión podríamos moverlo 200.000 kilómetros.. Con dos baterías de teléfono móvil, no digamos ya de un portátil, tendríamos energía para toda nuestra vida. Y podríamos utilizarla para cosas que hoy ni nos imaginamos, como la potabilización masiva de agua, por ejemplo. Por otro lado, el principal producto de las reacciones es el helio, que es inocuo. No causa efecto invernadero y además se genera muy poco. Desde ese punto de vista sí es milagrosa. El otro residuo que deja es el material activado, que es el acero del las paredes del reactor, que por bombardeo electrónico se convierte en material radiactivo. Estamos trabajando para minimizar este impacto, con los denominados «materiales de baja activación», pero aún así no habrá un reactor de fusión 100% limpio. Aunque me temo que en realidad ninguna fuente de energía masiva lo es.

«No es que tengamos que tener cuidado de lo que hacemos, es que es físicamente imposible que el reactor de fusión se salga de control»

¿Y qué hay sobre el riesgo de accidente en las centrales de fusión?

La reacción de fusión es intrínsecamente segura: en fusión no puede haber un Fukushima o un Chernóbil, es físicamente imposible. No es que tengamos que tener cuidado de lo que hacemos, es que es físicamente imposible que el reactor de fusión se salga de control. Tenemos un gas a 200 millones de grados, si algo va mal, la temperatura baja inmediatamente de forma natural y la reacción se extingue por sí sola. También hay que tener en cuenta que en Fukushima o Chernóbil teníamos, dentro del reactor, combustible para varios meses de funcionamiento. Sin embargo, el reactor de fusión es más parecido al motor de un coche: el motor está en un sitio y el depósito en otro. Si pasase algo, que es imposible por la física, aún así bastaría con cerrar el grifo del combustible, que está en otro edificio, para que deje de funcionar. Un combustible que, por otro lado, si no está dentro del reactor, no sirve para nada, porque necesitas las altísimas temperaturas para activarlo.

Aparte de los materiales activados, ¿hay algún tipo más de radiactividad?

El tritio es un material peligroso, radiactivo en sí mismo. Pero si hubiera un escape, aunque habría que controlar el perímetro, no llegaría nunca a los niveles de impacto que vimos en Fukushima. La catástrofe sería pequeña porque, en realidad, no almacenamos tritio: la materia prima que usamos es litio que, in situ, se transforma en tritio, que después de generarse, se consume. Por eso es una tecnología segura y razonablemente limpia.

¿Cree que desbancará a las energías tradicionales definitivamente? La fisión nuclear no lo ha conseguido hasta el momento.

A la larga es inevitable. Pero en tiempos más cortos es difícil predecir el coste de la fusión. El litio es muy barato, ya que solo necesitamos un gramo por persona al año y eso cuesta unos cuantos céntimos. Pero la tecnología es muy cara, si bien sabemos que con el tiempo se va haciendo más barata. Aún así, no se puede saber cuándo la fusión podrá ser competitiva económicamente con otras fuentes de energía.

«Obtener energía prácticamente inagotable y con un impacto mínimo es un desafío tremendo para la humanidad»

El proyecto internacional ITER nació en los ochenta con la intención de demostrar científicamente la viabilidad de los reactores de fusión. ¿Cómo van los plazos y cuál es la participación de España en él?

La idea del proyecto nació en los años 80 pero hicieron falta 20 años para que se firmase el acuerdo internacional para su construcción, en 2006. En principio ITER debería arrancar a finales del año 2025, aunque es posible que con los retrasos acumulados y los efectos de la pandemia, que también ha influido, nos vayamos a un año o año y medio más. Después llegarán los experimentos de producir fusión con alta ganancia: diez veces más energía en el sistema físico del plasma de la que consume. Pero para eso faltan unos 15 años. Con eso se demostrará que la fusión científicamente viable. En cuanto a España en ITER, nuestro país está muy presente en relación a contratos industriales: somos el tercer suministrador industrial en Europa, por delante de Reino Unido y Alemania. Además, hemos hecho un esfuerzo importante al presentar la candidatura de Granada para albergar el experimento DONES, dirigido a la prueba de materiales. En el reactor de fusión, los materiales van a recibir un flujo de neutrones altísimo y van a sufrir daños. Por eso hace falta probarlos antes de gastarse 30.000 millones de euros en un reactor. DONES será un acelerador de alta intensidad que provocará neutrones similares a los que se producen en un reactor de fusión. Son tiempos largos y grandes inversiones pero obtener energía prácticamente inagotable y con un impacto mínimo es un desafío tremendo para la humanidad y nodebemos olvidar que el mundo se gasta al día 5.000 millones de euros solo en petróleo.

De vez en cuando hay proyectos alternativos que saltan a los medios anunciando que tendrán el primer reactor comercial en menos tiempo y por menos dinero que ITER. ¿Qué hay de verdad en todo esto y qué de marketing?

Hay iniciativas privadas o semiprivadas, como SPARC del MIT, que son tipo «guerrilla de coste» y que pretenden hacer las cosas más deprisa. Pero los científicos no nos las creemos. Se plantean cosas que son imposibles salvo que se descubriera una física nueva que, además, no están buscando. A día de hoy, nadie en su sano juicio cree los tiempos y costes de desarrollo que esa gente está vendiendo: ni SPARC ni ninguna de las iniciativas privadas. Para hacerse una idea, las partes de alta tecnología, como la cámara de vacío y los imanes, cuestan el 20% del proyecto ITER. El resto son cosas que uno no tiene en cuenta cuando uno piensa en un núcleo de una máquina de fusión: los edificios, los sistemas auxiliares, los sistemas de planta, los sistemas de tritio… Toda esta gente que vende proyectos simples, en sus cuentas ignoran este 80% tanto en dinero como en tiempo. Yo creo que ellos justifican la inversión en los resultados intermedios, que pueden ser útiles a más largo plazo, y en la tecnología que van a desarrollar colateralmente con aplicación a otros campos pero creo que ni ellos mismos se creen los plazos y costes que están prometiendo para llegar a un reactor de fusión. Desde el punto de vista científico su esfuerzo probablemente será útil pero prometer lo que no se va a cumplir no beneficiaa la ciencia.

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