Energía Nuclear, ITER, HIPER y Helio-3

Cabe recordar que la energía nuclear que tenemos hoy en día se obtiene a partir de la fisión del uranio-235. La fisión se consigue bombardeando el núcleo con neutrones que son absorbidos volviendo el átomo inestable, lo que genera que el núcleo se divida y de esa división se libere radiación y la energía almacenada en ese núcleo (reacción exotérmica).

De esa reacción vamos a encontrarnos con hasta 7 neutrones nuevos que pueden generar el mismo mecanismo en nuevos núcleos, ya que salen disparados al azar y golpean otros núcleos, y así sucesivamente, alimentando una reacción en cadena que perdurara mientras quede material fisible. Si dejamos que esta reacción continue en cadena sin control, se irá liberando radiación y energía que, si dejamos que se desate en poco tiempo, nos dará una bomba nuclear.

Para controlar la reacción, para usos meramente energéticos, se usan unas barras de cadmio o bario, que tienen un gran poder de atraer neutrones, que se introducen en función de lo que se quiera frenar esta reacción.

El problema que tenemos es que no sabemos que hacer con los residuos que se generan y que son muy peligrosos. De momento, se están confinando en superficie o enterrándolos en celdas de hormigón, lo que no soluciona el problema si no que se lo carga a las generaciones futuras.

Alguien se ha dado cuenta de que las fusiones (uniones) de núcleos mayores al hierro, requieren energia (la que se libera cuando se fisiona en el ejemplo del uranio 238), sin embargo, en las fusiones de núcleos más pequeños que el Hierro, resulta que se libera energía.

Esta reacción de fusión se produce de forma natural en el núcleo de nuestro Sol, así que se ha intentado reproducir esa reacción en la Tierra para obtener energía.

El problema radica en que si cogemos 2 átomos de Hidrógeno tenemos que H+ + H+ = 2H+ y no Helio porque son dos átomos con carga positiva que tienden a repelerse y con los que, en principio, no podemos hacer nada debido a la fuerza electromagnetica, cuya dimensión podemos observar si nos damos cuenta de que es la misma que impide que no atravesemos el suelo y nos vayamos, por fuerza gravitatoria, al centro de la Tierra.

La temperatura, en realidad, no es más que una forma de medir la velocidad a la que se desplazan unas partículas. Cuanta más velocidad lleven más fácil es que choquen entre si y se generen reacciones. Con la fusión no iba a ser menos. Es necesario calentar el Hidrógeno hasta el estado de plasma para que se pueda lograr que las partículas se acerquen tanto que entre en juego la Interacción Nuclear Fuerte, queden unidos y liberen más energía de la que fue necesaria que la que se necesitó para conseguir la unión.

Dicha temperatura se logra en el interior de una explosión de fisión, que es el comienzo de toda bomba de fusión o bomba H (de Hidrógeno). Una vez acabada la reacción de fusión nos encontraremos con una esfera expandida con una temperatura de millones de grados donde se encuentran los productos a fusionar, cuya velocidad permite que se vayan fusionando unos con otros en una reacción en cadena que genera más energía a cada fusión.

Lo bueno de esta reacción es que no generaría desechos, pero otro problema es que la temperatura que se alcanzaría sería exactamente la misma que se alcanza en el núcleo del sol, es decir, 15 millones de grados ¿En que aparato puedo provocar esa reacción sin que borre del mapa una ciudad al completo?

Como vemos, el problema no es conseguir la fusión, que ya se hizo hace más de 50 años con la bomba H, si no hacerlo de forma controlada. Hay varios modelos en estudio entre los que destacan el confinamiento inercial y el magnético.

En el confinamiento inercial se pretende crear el estado de plama con lásers de gran potencia y el confinamiento por inercia, conteniendolo poco tiempo pero a densidades muy altas mientras que en el confinamiento magnético se pretende provocar la reacción y eliminarla mediante grandes cargas magnéticas.

Existe un proyecto para el confinamiento inercial que se llama HiPER (High Power laser Energy Research, Investigación sobre Energía con Láseres de Alta Potencia) que está en fase de diseño. El sistema de confinamiento magnético, también proyecto Europeo, está más avanzado. Se llama ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) y ya se está construyendo en Francia con un presupuesto de más de 10.000 millones de euros.

Finalmente, existe una fórmula para conseguir más rendimiento energético, que es el uso de Helio-3 en vez de los isótopos del Hidrógeno además, con menos radiaciones y con un comportamiento más estable.

El Sol lo produce y el viento solar lo transporta pero cuando llega a la Tierra nuestra atmósfera lo rechaza, por eso se dice que el poco Helio-3 que tenemos viene de cuando la Tierra se estaba formando, cosa que no ocurre en la Luna, que carece de atmósfera y posee grandes cantidades de este elemento.

Las reservas en la Luna superarían el millón de toneladas, cantidad suficiente para abastecer de energía a todo el planeta Tierra durante un periodo de 7.000 años.

EEUU, Rusia, China y Japón trabajan para fabricar un cohete capaz de empujarnos hasta la Luna y regresar cargados de rocas. Es caro y difícil pero la recompensa sería colosal: nada menos que librar al mundo de su dañina dependencia de los combustibles fósiles, que además no son ilimitados.

Se calcula una inversión de 5 mil millones de dólares, necesaria sólo para construir una versión moderna del Saturno V sobre la superficie lunar. Teniendo en cuenta que 100 kg de helio-3 tienen un valor de 141 millones de dólares, el gasto está justificado.

Así, no es raro que se hable de la creación de una base en la Luna para traer Helio-3 a la Tierra sin dudar de su rentabilidad. Lo que yo pondría en duda es que esto no generase ningún conflicto ya que, como recordé en el artículo «bautice a una estrella» los astros no son de nadie y por tanto, estos pioneros se estarían aprovechando de algo que no les pertenece y, sin embargo, si la masa de la Luna se ve afectada porque la actividad humana la convierte en un queso gruyere, la masa afectaría a las mareas, al sistema de producción energético que aprovecha las variaciones de las mismas y, por supuesto, al propio ecosistema.

En todo caso, aún debe quedar bastante para que eso ocurra.