¿Energía limpia o armas?

Qué significa realmente el “gran avance” de la fusión nuclear.

Por M. V. Ramana

Artículo publicado originalmente en The Wire India.

El 13 de diciembre, el Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) anunció que la Instalación Nacional de Ignición (NIF) del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore había alcanzado un “hito”: el logro de la “ignición” en fusión nuclear a principios de mes. Ese anuncio fue saludado por muchos como un paso hacia un futuro energético sin combustibles fósiles. El líder de la mayoría del Senado estadounidense, Charles Schumer, por ejemplo, afirmó que estábamos “en el precipicio de un futuro que ya no dependerá de los combustibles fósiles, sino de la nueva energía de fusión limpia”.

Pero, en realidad, la generación de energía eléctrica a partir de la fusión a escala comercial o industrial es probablemente inalcanzable en cualquier sentido realista, al menos en el tiempo de vida de la mayoría de los lectores de este artículo. Al mismo tiempo, este experimento contribuirá mucho más a los esfuerzos de Estados Unidos por seguir desarrollando su aterradoramente destructivo arsenal de armas nucleares.

A lo largo de la última década, ha habido muchos anuncios similares en los que se hablaba de grandes avances, hitos y progresos. Estas declaraciones han llegado con una regularidad infalible del NIF (por ejemplo, en 2013) y del conjunto más amplio de laboratorios y empresas comerciales que persiguen la idea de la fusión nuclear. Además de Estados Unidos, Alemania, China y el Reino Unido han hecho anuncios similares. Se espera que le toque el turno a Francia cuando entre en funcionamiento el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER). El reactor se está construyendo actualmente en Cadarache (Francia), con un coste estimado de entre 25.000 y 65.000 millones de dólares, muy superior a la estimación inicial de 5.600 millones.

Estos costes increíblemente elevados también explican por qué se hacen estos anuncios en primer lugar: sin el entusiasmo creado por estas declaraciones exageradas, sería imposible conseguir financiación para las décadas que lleva planificar y construir estas instalaciones. El diseño conceptual del ITER comenzó en 1988.

Por supuesto, esa escala de tiempo palidece en comparación con el periodo de tiempo del primer anuncio importante sobre la electricidad generada por fusión. Fue en 1955, cuando Homi Bhabha, el arquitecto del programa nuclear indio, habló en la primera Conferencia Internacional sobre los Usos Pacíficos de la Energía Atómica, celebrada en Ginebra:

“Me atrevo a predecir que en las próximas dos décadas se encontrará un método para liberar energía de fusión de forma controlada. Cuando eso ocurra, los problemas energéticos del mundo se habrán resuelto para siempre.”

No sería la última predicción errónea sobre la inminencia de la energía de fusión.

Tres retos para la fusión nuclear

El reciente “gran avance” anunciado por el NIF se refiere a lo que yo denominaría “retos físicos”. Los retos físicos pueden dividirse en tres fases.

El primer reto consiste en que se produzcan suficientes reacciones de fusión en la pastilla lanzada por los láseres para producir más energía de la que se introduce en el blanco. Eso es lo que parece haberse visto en el NIF: los informes dicen que los láseres bombearon 2,05 megajulios de energía y salieron unos 3,15 megajulios. Todo ello en un periodo de tiempo de unos pocos nanosegundos (un nanosegundo es la milmillonésima parte de un segundo). La cifra de 3,15 megajulios puede parecer mucho, pero son sólo 0,875 kilovatios-hora, es decir, de calor, que produciría quizá 0,3 kilovatios-hora de electricidad si se utilizara para hervir agua y accionar una turbina. (A modo de comparación, un panel solar de tejado que cueste menos de 30.000 rupias en Delhi podría generar unas 5.000 veces más energía eléctrica en un año).

El segundo reto físico consiste en producir más energía de la que utiliza la instalación en su conjunto. La NIF está lejos de superar este reto. Admite que sólo los 192 láseres consumen unos 400 megajulios en el proceso de voladura de la pastilla. A esto hay que añadir toda la energía necesaria para el funcionamiento de los demás equipos y de la instalación en su conjunto.

El último reto físico consiste en producir más energía de la necesaria para construir la instalación y todo el equipo. En el caso del experimento ITER, por ejemplo, se ha calculado que “el tokamak pesará tanto como tres torres Eiffel [y el] peso total de la instalación central del ITER es de unas 400.000 toneladas”. En palabras de Daniel Jassby, físico jubilado del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton, todo esto “debe figurar en el lado negativo del libro de contabilidad energética”.

Por supuesto, si no se superan estos retos físicos, se tiene una instalación permanentemente deficitaria en términos energéticos. La NIF está lejos de cumplir estos últimos retos.

La siguiente etapa puede denominarse “reto de ingeniería” y gira en torno a la pregunta: ¿cómo convertir este montaje experimental que produce energía durante una fracción microscópica de segundo en una fuente continua de electricidad que funcione las 24 horas del día y los 365 días del año? Para ello, estas reacciones de fusión deben producirse varias veces por segundo, cada segundo del día, cada día del año. Por ahora, los láseres sólo pueden disparar una vez al día, a un único objetivo. Para pasar de ese estado a lo que se necesita será necesaria una mejora de más de 500.000 veces (suponiendo unos seis disparos por segundo).

Pero no se trata sólo de disparar el láser. Cada una de estas explosiones produce una gran cantidad de escombros, que habría que limpiar. Y luego hay que colocar un nuevo perdigón con la máxima precisión en el punto exacto donde los láseres pueden enfocar sus haces.

Por si todo esto no fuera suficiente problema, está la obtención de combustible. El NIF utiliza un “cilindro de oro con una pastilla congelada de los isótopos de hidrógeno deuterio y tritio“. El deuterio y el tritio son isótopos del hidrógeno. El deuterio es bastante común, pero el tritio es muy escaso, porque decae radiactivamente con una vida media de sólo unos 12 años. Los partidarios de la fusión hablan a menudo de generar tritio in situ, pero se trata de una tarea extremadamente difícil, como Jasby ha explicado.

Incluso si uno adoptara el enfoque de ver películas de superhéroes y suspendiera voluntariamente la incredulidad para suponer que todos estos retos de ingeniería están resueltos, queda un reto aún más difícil: convertir este proceso increíblemente complicado en una forma económicamente competitiva de generar electricidad. Si nos guiamos por la historia, esto último podría ser mortal, como ha ocurrido con la energía nuclear de fisión, que es un proceso mucho más fácil en comparación con la fusión.

Así pues, estos avances pueden describirse mejor como “micropiedras”, por acuñar un término que no sea hitos, y eso en un camino que quizá nunca conduzca a la generación económica de electricidad. Mientras tanto, es mucho más probable que este reciente experimento sea útil para los diseñadores de armas nucleares.

NIF y armas nucleares

El objetivo principal del NIF no es generar electricidad, ni siquiera encontrar la manera de hacerlo. El NIF se creó como parte del Science Based Stockpile Stewardship Program, que fue el rescate pagado a los laboratorios de armas nucleares estadounidenses por renunciar al derecho a realizar pruebas después de que Estados Unidos firmara el Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares. Este es un propósito que el NIF puede empezar a cumplir sin generar nunca electricidad.

La principal utilidad que la NIF ofrece a los diseñadores y planificadores de armas nucleares es proporcionar una mayor comprensión de la ciencia subyacente. Como proclama con orgullo la página web del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore:

“Los experimentos de alta densidad de energía y de fusión por confinamiento inercial del NIF, junto con las simulaciones cada vez más sofisticadas disponibles en algunos de los superordenadores más potentes del mundo, aumentan nuestra comprensión de la física de las armas, incluidas las propiedades y la capacidad de supervivencia de los materiales relevantes para las armas”.

Otro documento de 1995 explica que el NIF proporcionaría gran cantidad de “neutrones con las anchuras de pulso muy cortas características de las interceptaciones nucleares de bajo rendimiento, que pueden utilizarse para establecer criterios letales para agentes químicos/biológicos y objetivos de cabezas nucleares”. En otras palabras, el NIF podría ayudar a modelizar el uso de armas nucleares para destruir armas químicas, biológicas y nucleares.

El NIF podría incluso ayudar a desarrollar nuevos tipos de armas nucleares. Ya en 1998, Arjun Makhijani, doctor en fusión nuclear, y Hisham Zeriffi sugirieron que el NIF podría contribuir al desarrollo de armas de fusión pura, es decir, armas termonucleares que no necesitan una fisión nuclear primaria. Si eso ocurriera -y es un gran “si”, como ocurre con la mayoría de las actividades de fusión- se obviaría la necesidad de uranio o plutonio altamente enriquecidos, que son actualmente los principales obstáculos para fabricar armas nucleares.

El NIF es, pues, una forma de seguir invirtiendo en la modernización de las armas nucleares, aunque sin pruebas explosivas, y disfrazándolo de medio para producir energía “limpia”. Los responsables del NIF y del laboratorio más grande en el que se aloja se cuidan de destacar las diferentes promesas en función de la circunstancia en la que hablan. Cuando el antropólogo Hugh Gusterson preguntó a un alto funcionario sobre la finalidad del programa láser, éste respondió: “Depende de con quién esté hablando... En un momento es un programa energético, al siguiente es un programa armamentístico. Depende de la audiencia”.

Distracción peligrosa

La enorme atención mediática prestada al NIF y al encendido constituye una distracción, además de peligrosa.

Como demuestra la historia de la fusión nuclear desde los años 50, esta complicada tecnología no va a producir electricidad barata y fiable para encender bombillas o alimentar ordenadores en un futuro previsible.

Pero la fusión nuclear se queda aún más corta si tenemos en cuenta el cambio climático y la necesidad de reducir drástica y rápidamente las emisiones de carbono. El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático ha advertido de que, para detener los daños irreversibles del cambio climático, el mundo tendrá que lograr cero emisiones netas para 2050. Teniendo en cuenta este plazo relativamente corto para dar un giro a nuestras economías y modos de vida, gastar miles de millones de dólares en este intento seguro de fracaso de desarrollar la energía de fusión sólo equivale a desviar dinero y recursos de fuentes de energía renovables y tecnologías asociadas probadas y más seguras. Invertir en investigación y desarrollo de la fusión es una mala noticia para el clima.

Mientras tanto, los experimentos de fusión nuclear como los del NIF aumentarán el riesgo que supone el arsenal nuclear de Estados Unidos e, indirectamente, los arsenales de los otros ocho países que se sabe poseen armas nucleares. El mundo ha tenido suerte hasta ahora de evitar la guerra nuclear. Pero esta suerte no durará para siempre. Necesitamos la abolición de las armas nucleares, pero programas como el NIF ofrecen la modernización de las armas nucleares, que no es más que un medio de asegurar la destrucción para siempre.

M. V. Ramana, Universidad de la Columbia Británica.

Traducción de Raúl Sánchez Saura.

Fuente:

M. V. Ramana, ¿Energía limpia o armas?, 26 diciembre 2022, El Salto Diario.