Fusión nuclear V.S. Fisión nuclear

La sucesión de acontecimientos ocurridos tras el terremoto que asoló la isla de Japón, asombraron y preocuparon a la entera sociedad. Nos referimos especialmente a la catástrofe que provocó dicho terremoto en la central de Fisión Nuclear de Fukushima, que llevó a 3 de 4 de sus reactores a estar cerca de la fusión de su núcleo de uranio.
Aunque paliada la crisis de los reactores mediante el enfriamiento masivo con una mezcla de agua de mar y ácido bórico, todavía a idea de hoy existen voces de alarma a nivel internacional que avisan sobre el peligro que aún existe en  la derruida central de Fukushima. Una de ellas, en la que centramos la atención de este artículo, proviene del ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor)  que propone la sustitución paulatina de la fisión por la fusión nuclear
Pero ¿en qué consisten ambas? ¿Qué ventajas tienen una sobre la otra?

Algunas de las ventajas que ofrece la fusión respecto de la fisión:

Mayor eficiencia: En la fisión se transforma en energía aproximadamente el 1% de la materia, mientras que en una reacción de fusión se transforma aproximadamente el 5% de la materia en energía. Esto significa que, a igual masa de combustible, la fusión producirá una cantidad de energía mucho mayor.

El combustible es mas abundante: Las centrales de fisión utilizan uranio 235, que es un elemento muy escaso; de hecho, se cree que las reservas de uranio pueden durar unos 100 años. Respecto a los combustibles para la fusión, el deuterio se extrae de la llamada agua pesada, que representa el 0.015% del total de agua existente en el planeta; en porcentaje es una cantidad muy pequeña, pero si pensamos en la cantidad total de agua que hay en el planeta, la cantidad total es gigantesca. El tritio es un elemento muy escaso en la naturaleza, pero se puede obtener por desintegración del litio, un metal bastante abundante. La desintegración del litio la pueden realizar los propios reactores de fusión.

No hay residuos radioactivos: La desintegración del uranio produce elementos radioactivos que han de almacenarse durante siglos hasta que su actividad se reduzca (son los famosos residuos radioactivos). En el caso de la fusión, el residuo producido es helio, un gas que ademas de ser totalmente inocuo tiene un importante valor económico.

Ademas, existe otra ventaja muy importante, pero que requiere una explicación mas detallada. La fisión es un proceso natural, mientras que la fusión es un proceso artificial. Para producir la fisión, basta con reunir una masa de uranio suficiente (la llamada masa crítica) y la radioactividad natural del uranio pondrá en marcha la reacción de fisión. La maquinaria que equipa la central nuclear tiene como misión mantener controlada esta reacción. En el caso de la fusión, para que se produzca es preciso calentar y comprimir la mezcla de deuterio y tritio hasta alcanzar el punto en que se iniciará la reacción. La maquinaria que equipa el reactor tiene la misión de producir estas condiciones a fin de que se produzca la reacción.

De lo dicho en el párrafo anterior se desprende que, si en una central de fisión se produce una avería, lo que ocurrirá es que la reacción nuclear quedará fuera de control,como ocurrió en Fukushima. Mientras que si la avería se produce en una central de fusión lo que ocurrirá es que la reacción se detendrá. Dicho con otras palabras, la fisión es insegura por naturaleza mientras que la fusión es segura por naturaleza.

Estado actual de la fusión nuclear
Actualmente se ha producido energía de fusión nuclear en dos máquinas distintas, el JET (Joint European Torus) de la Unión Europea en Oxfordshire, y el TFTR (Toroidal Fusion Thermonuclear Reactor) en Princeton. Los dos son dispositivos de fusión por confinamiento magnético.

Se ha conseguido sólo en estas máquinas porque son las únicas que han inyectado tritio a un plasma de deuterio. El resto de máquinas funciona con plasmas de sólo deuterio o sólo hidrógeno para investigar en el comportamiento del plasma a altas temperaturas, pero sin producir fusiones.

Se ha demostrado la viabilidad científica de la producción de energía mediante fusión nuclear. El siguiente paso es construir un reactor que demuestre la viabilidad tecnológica para producir energía eléctrica a partir de la de fusión. Este reactor será ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), actualmente en fase de diseño. Para el diseño y construcción de este gran reactor se han asociado las diferentes comunidades de fusión (Rusia, Unión Europea, Japón y USA) ya que el esfuerzo tecnológico y económico no puede ser afrontado por un solo país.

Perspectivas de futuro

La investigación en fusión ha entrado en una fase en la cual la producción experimental de una potencia de fusión del orden de un gigavatio es un objetivo realizable. Para progresar en la investigación y desarrollo de reactores comerciales es importante cubrir esta etapa.

La envergadura y el coste de este experimento serán similares a los de cualquier instalación con una potencia de un gigavatio; el calendario para el estudio, construcción y explotación será similar al de cualquier megaproyecto. ITER, la siguiente generación, es una experiencia piloto para Europa y sus socios en el campo de la fusión por confinamiento magnético.

El espíritu comunitario alcanzado por esta investigación en Europa desde hace varias décadas, se ha transmitido al resto del planeta con la esperanza de poder contar en el próximo siglo con la fusión termonuclear como fuente de energía necesaria para la humanidad.