La esperanza nuclear: un barril sin fondo (III)
Hay una parte nada pequeña de la historia de energía nuclear, que casi no tiene difusión: la de sus fracasos. En ambos mundos, capitalista y socialista, se invirtieron enormes recursos humanos y materiales en investigación y desarrollo de esta energía. Uno de estos esfuerzos probablemente no terminará bien. Nos referimos específicamente a la fusión nuclear.
Por Juan Vernieri
Antes de seguir recordemos la diferencia entre fisión y fusión. La fisión es la energía nuclear actualmente ampliamente desarrollada que consiste en dividir átomos pesados. La fusión es la energía nuclear actualmente en experimentación que consiste en unir átomos livianos. En ambos casos se liberan descomunales cantidades de energía, en forma de calor, pero la fusión genera 4 veces más energía que la fisión.
En el caso de la energía nuclear convencional de fisión no se puede aún confirmar su fracaso definitivo, pero las señales apuntan en esa dirección. Para percibir la magnitud de éste, hay que tomar en cuenta que se trató de una tecnología apoyada por todos los gobiernos, a partir del Programa de Átomos para la Paz, y de la subsecuente creación del Organismo Internacional de la Energía Atómica (OIEA) y que a nivel internacional se planteó, además, que sería un elemento fundamental para que los países menos desarrollados pudieran avanzar hacia el desarrollo; y que se trató de una tecnología enormemente subsidiada. Hasta ahora solo 32 países de los más de 200 que hay en el planeta, utilizan la energía nuclear. Después de los terribles accidentes sufridos, en este momento se encuentra en una situación de parálisis y retroceso, con la excepción de algunos pocos países.
Según el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) en diciembre 2018, había operativos 402 reactores en 30 países con una potencia instalada de 397.041 MW.
A fines de 2021, la capacidad nucleoeléctrica en funcionamiento en el mundo se había reducido a 389.500 MW, generados por 437 reactores nucleares de potencia, en funcionamiento en 32 países.
Si bien aumentó la cantidad por construcción de nuevos reactores, la potencia instalada no aumentó por cuanto por antieconómicos u obsoletos se vienen cerrando muchos. En los diez años anteriores a 1999 fueron clausurados solo en Estados Unidos 11 reactores por obsolescencia, razones económicas y de seguridad.
Contrariamente a las proyecciones del OIEA, que preveían cinco mil reactores comerciales operando para el año 2000, y que ahora pueden verse como totalmente irrealistas, sólo se superó apenas los 400.
Actualmente se da un rápido avance de energías ambientalmente benignas como las renovables: eólica, solar, etc. cuya capacidad instalada está aumentando rápidamente.
Pero… ¿en qué consiste la reacción de fusión?
Los insumos de esta reacción son dos isótopos (*) del hidrógeno: deuterio y tritio. El primero es abundante en la naturaleza, en cambio el tritio hay que producirlo. Afortunadamente el mismo reactor que producirá energía, a la vez puede producir tritio, autoalimentándose de uno de sus insumos.
La reacción se obtiene uniendo los dos insumos mencionados, aportándole calor. Unimos un átomo de deuterio, que contiene el protón y un neutrón, con un átomo de tritio, que contiene el protón y dos neutrones, se obtienen: un neutrón de alta energía, inmensa cantidad de energía térmica y un átomo de helio con dos protones y dos neutrones.
Como el helio resultante es estable, es decir no radiactivo, se dice que esta reacción no produce residuo radiactivo, lo cual es cierto, pero con el neutrón de alta energía tenemos un problema. Y es que escapa chocando con las paredes del contenedor. Al chocar con ellas degrada el material con que están hechas y lo vuelve radiactivo. Esto implica no solo que será necesario reemplazar el contenedor cada vez que se haya degradado, con el gasto que conlleva, sino también gestionar los residuos radiactivos resultantes de la interacción de los neutrones de alta energía con los núcleos de las paredes del contenedor.
Dijimos que el mismo reactor puede producir tritio. Efectivamente, si las paredes se recubren con litio, algunos de los neutrones que chocan generan nuevo tritio, que se reutilizará en la reacción de fusión.
En décadas de investigación y desarrollo no se ha logrado siquiera probar la factibilidad científica de la energía nuclear de fusión. Se produce entonces una situación de parálisis, pues a pesar de astronómicas inversiones, la meta parece cada vez más lejana.
Si bien continúan produciéndose algunos avances científicos, no representan un acercamiento importante hacia el objetivo. Demostrar la viabilidad es una gran empresa de desarrollo tecnológico que permanece virtualmente invisible para el público. Los muy pocos artículos de alguna extensión los publican revistas especializadas. Las escasas discusiones quedan confinadas a la comunidad de los físicos. El público tiene que seguir o no, esperanzado.
(*) Forma de un elemento químico en el que los átomos tienen el mismo número de protones (partes del núcleo de un átomo), pero un número diferente de neutrones (partes de núcleo de un átomo)
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