Historia del milagro de la fusión: 100 años de un sueño que ya sabías posible

Este martes la NIF (National Ignition Facility) en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en EEUU consiguió un hito histórico del que todos los medios nos hicimos eco: lograr una fusión nuclear que genere más energía de la que ha sido necesaria para iniciarla. En efecto, lograr esto en un laboratorio es un logro de proporciones astronómicas, y el impacto que esto puede tener, tanto en la comunidad científica como en la vida del 'hombre de a pie' es inmensa.

Pero esto no es cosa de 'una mañana'. Nadie se levantó hace 10 años y dijo: me pregunto qué ocurrirá si junto mucho mucho dos átomos de hidrógeno (en concreto uno de deuterio -1 protón y un neutrón- y uno de tritio -1 protón y 2 neutrones-). No, el inicio de esta historia se remonta a los años 20, cuando el astrónomo británico Arthur Eddington sugirió en este artículo publicado en la revista Nature, que lo que ocurre en el interior de las estrellas es la unión de átomos de hidrógeno y de helio.

Sabíamos que la fusión podía generar energía a escala cósmica, pero lograrla en un espacio menor que un coche... eso sí que era un logro

Más tarde, en 1927, el concepto de 'Efecto túnel', perteneciente a la mecánica cuántica y esencial para explicar qué ocurre cuando el núcleo de dos átomos se aproximan lo suficiente como para unirse como uno nuevo, venciendo a la repulsión electromagnética que los mantiene separados, fue descubierto por el físico alemán Friedrich Hermann Hund. Por ponerle otras palabras al descubrimiento de este investigador: ¿dónde va a parar toda esa energía que hace un momento mantenía separados los núcleos positivos?

Este fue el primer paso hacia las primeras reacciones de fusión artificial que ocurrieron en nuestro planeta. El concepto, tal y como lo conocemos hoy en día, fue descrito por Robert Atkinson y Fritz Houtermans, que afirmaron que grandes cantidades de energía podían ser obtenidas de los procesos de fusión de átomos ligeros. Finalmente, en 1932, el físico australiano Mark Oliphant logró (a mínima escala, en un laboratorio) conseguir la fusión de dos isótopos del hidrógeno.

Y ahí quedó la cosa, realmente, hasta principio de los 40 donde, dentro del Proyecto Manhattan, diseñado para crear la primera bomba atómica, se valoró la posibilidad de usar la fusión para crear armas nucleares. Poco tardaron en lograr su objetivo: el 1 de noviembre de 1952 EEUU detonó en la pequeñísima isla de Elugelab en el Pacífico, Ivy Mike, la primera bomba termonuclear de la Historia (o 'bomba H').

Hasta ese momento se tenía una cosa clara: para conseguir energía de fusión, había que proporcionarle al hidrógeno más energía, mucha más, y ¿qué mejor forma de lograrlo que con una bomba nuclear (en este caso de fisión) para poner en marcha la cadena?

Desde ese momento ya estaba. Sabíamos que la fusión podía generar energía a escala cósmica (a fin de cuentas, teníamos clara que todas y cada una de las estrellas que podemos ver en el cielo se basa en la unión de núcleos de hidrógeno), pero lograrla en un espacio menor que un coche... eso sí que era un logro.

Esto, por desgracia, solo recrudeció la batalla de investigación en armas nucleares entre EEUU y la Unión Soviética, alcanzando su pico máximo en octubre de 1961 con la detonación de la 'Bomba del Zar', la mayor explosión jamás registrada en nuestro planeta, con una potencia de 58 megatones. Dicho de otro modo: 4.461 veces más explosiva que 'Little Boy', la bomba que arrasó Hiroshima en 1945.

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Todos estos test cumplían las mismas condiciones que el que ha tenido lugar en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de EEUU esta semana. Eran reacciones nucleares de fusión que generaron considerablemente más energía de la que se necesitaba para iniciarlas. El gran problema es que, en nuestra vida diaria, utilizar armas nucleares para poner una lavadora no es viable (de momento).

El éxito del NIF llega después de 11 años de tests en los que, en todos y cada uno de ellos (menos en el último) se han logrado procesos de fusión aportando más energía de la generada, con lo que podríamos decir que estamos en el 'final del principio' en lo que a investigación de fusión se refiere. El siguiente gran paso, previsiblemente, llegará de la mano de ITER (siglas en inglés del Reactor Termonuclear Experimental Internacional), que se está construyendo en Francia y que se espera que acabe su construcción en 2025, tras años y años de retrasos.