La fusión se viene anunciando desde hace décadas como la energía del futuro, libre de todos los inconvenientes de la nuclear convencional (fisión). Sin embargo, en este artículo abordamos la factibilidad de una fusión antropogénica, sus costes, combustibles necesarios y consecuencias, muy distintas al tecno-optimismo reinante. Nos lo cuenta un extrabajador del laboratorio físico de plasma en Princeton durante 25 años.
Por Daniel Jassby
Artículo publicado originalmente en Beyond Nuclear International.
Desventajas adicionales que se comparten con la fisión
El tritio se dispersará en la superficie de la vasija del reactor, los inyectores de partícula, los conductos de bombeo y demás componentes. La corrosión en el sistema de intercambio térmico, o una brecha en los conductos del reactor, podría resultar en la liberación de tritio radioactivo a la atmósfera o a las masas de agua cercanas. La cercanía de tritio con hidrógeno produce agua tritiada, que es peligrosa para la vida. La mayoría de reactores de fisión contiene unas cantidades residuales de tritio (menos de un gramo) en comparación con los kilogramos de los posible reactores de fusión. Pero la filtración de pequeñas cantidades de tritio radioactivo en las aguas subterráneas supondría un grave peligro para la salud pública.
Evitar esas filtraciones a través del uso de ciertos sólidos sigue siendo un problema sin solución. Durante años, la Administración de Seguridad Nuclear Nacional, una rama del Departamento de Energía estadounidense, ha producido tritio, al menos, en un reactor de fisión propiedad de la Administración del Valle del Tennessee por medio de la absorción de neutrones en barras de control sustitutas que contienen litio. Ha habido una filtración de tritio constante e imparable desde las barras hasta el agua de refigeración, que vuelve al medio natural, hasta el punto de que ha reducido significativamente la producción anual de tritio.
Es más, hay problemas con la demanda de refrigerante y la pobre eficiencia del agua. Un reactor de fusión es una central térmica con una descomunal demanda hídrica para los bucles de refrigeración secundarios que generan vapor, junto con la necesidad de retirar el calor de otros subsistemas como los refrigeradores criogénicos y los conductos. Aún peor, deben generarse muchos cientos de megavatios, o incluso más, de energía térmica para compensar las dos clases de consumo energético parasitario, lo que genera una mayor presión sobre los recursos hídricos. Estamos hablando de una demanda muy superior a los de cualquier otra central termoeléctrica. De hecho, un reactor de fusión tendría la menor eficiencia hídrica de cualquier central, sea fósil o nuclear. Con las sequías intensificándose en todo el mundo, muchos países no podrían físicamente operar un reactor de fusión.
Se han estudiado varios sistemas de refrigeración alternativos para el circuito primario de eliminación del calor, tanto para fisión como para fusión. Y seguramente los muros de litio líquido con un metro de grosor se vuelvan esenciales para los sistemas de fusión de confinamiento inercial. Solo así se podría aguantar la carga de impulso. Sin embargo, se ha usado agua casi exclusivamente en los reactores de fisión durante 60 años, incluyendo los pocos que se están construyendo a día de hoy. Esta circunstancia indica que implementar cualquier sustituto para el agua de refrigeración, como el helio o el metal líquido, no será práctico para los sistemas de fusión de confinamiento magnético.
Todos los reactores de fusión tendrán unos impresionantes costes de operación
La operación de los reactores de fusión necesitará de personal cuyos conocimientos hasta entonces provendrían de la fisión, como los cuerpos de seguridad o el personal para los residuos radioactivos. Se requerirá también un personal especializado adicional para operar los complejos subsistemas del reactor de fusión, como la criogenia, el procesamiento de tritio, el sistema de calentamiento del plasma y diagnósticos elaborados. Los reactores de fisión de los EEUU requieren de, al menos, 500 trabajadores permanentes con turnos de cuatro semanas, y los de fusión necesitarían al menos mil. En comparación, solo hace falta un puñado de persona para operar plantas hidroeléctricas, centrales de gas natural, aerogeneradores, centrales solares y otras fuentes.
Otro gasto de operación imposible de sustraer serían los 75-100 megavaios de energía parasitaria que las instalaciones auxiliares in situ consumirían sin cesar, y que deberían comprar de la red eléctrica cuando la fuente de fusión no opere.
Estos múltiples, constantes e inevitables gasos incluyen el reemplazo del material dañado por la radiación, de los componentes erosiados por el plasma en la fusión de confinamiento magnético y la fabricación nual de millones de cápsulas de combustible para la fusión de confinamiento inercial. Encima de eso, cualquier tipo de central nuclear debe asignar unos fondos para la decomisión al final de vida y para el periódico desecho de los residuos.
Es inconcebible que los costes totales de operación de la fusión sean inferiores a los de la fisión. Y, por tanto, el costo capital de un reactor de fusión viable debe ser prácticamente 0 (un 100% de subvención) allá donde los costes de operación de la fisión no son competitivos en relación a otras fuentes de energía y se estén cerrando varias centrales nucleares.
En resumen, los reactores de fusión cuentan con algunos problemas exlusivos suyos: ausencia de un suministro del combustible natural (tritio) y una pérdida descomunal e irreducible de energía eléctrica. Mientras que el 80% de la energía de cualquier reactor alimentado a base de deuterio y tritio se manifiesta bajo la forma de flujos de neutrones, los reactores de este tipo comparten muchos de los problemas de los de fisión. Incluyendo la producción de grandes cantidades de residuos radioactivos y una importante corrosión de los componentes del reactor a manos de la radiación. Estos problemas son propios de cualquier tipo de reactor de fusión de deuterio-tritio, así que abandonar los tokamaks en favor de otros tipos de confinamientos no solucionaría nada.
Si los reactores pueden operar usando únicamente deuterio, entonces el problema de la reposición de tritio desaparece y el daño de la radiación de los neutrones se mitiga. Pero los otros problemas siguen ahí. Y los reactores de deuterio tendrán un muy superior potencial para la proliferación de armas nucleares.
Estos inconvenientes, junto con el colosal desembolso de capital y otros compartidos con la fisión, hacen la fusión aún más difícil a la hora de construir y operar, o alcanzar la viabilidad económica, que cualquier otra forma de energía.
La realidad de la fusión demuestra la falsedad de quienes aseguran que sería una “energía barata, segura, limpia e ilimitada”. La fusión terrícola no es la fuente ideal que asegura su clero, sino todo lo contrario. Es algo a evitar.
Daniel Jassby, físico nuclear
Traducción de Raúl Sánchez Saura.
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Fuente:
Daniel Jassby, Confusión con la fusión III, 10 abril 2023, El Salto Diario.
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