RESINA ADHESIVA. Trabajadores la rocían para evitar que el polvo expuesto al material radiactivo se disemine fuera de la planta japonesa (Foto: ARCHIVO EL UNIVERSAL )Jueves 14 de abril de 2011 El Universal
A partir del reciente accidente de Fukushima, en Japón, el tema de la fisión y la fusión nucleares ha vuelto a ocupar un sitio de primer orden en los ámbitos científicos y en los medios de comunicación de todo el mundo; asimismo, ha puesto nuevamente sobre la mesa de discusiones un asunto que ya no puede postergarse más: el del respeto irrestricto que como especie deberíamos tenerle al medio ambiente.
Como se sabe, 443 reactores de fisión nuclear establecieron en 2010 una capacidad instalada de 375 mil millones de vatios de energía eléctrica en todo el planeta.
¿Es posible que dentro de los próximos 50 años la humanidad disponga de energía eléctrica proveniente de reactores de fusión nuclear? Antes de responder a esta pregunta, debemos determinar las diferencias entre la fisión y la fusión nucleares.
“La fisión ocurre cuando un núcleo grande se divide en dos o más núcleos pequeños. Si la masa del núcleo original es mayor que la de los núcleos hijos, entonces esa diferencia de masa se convierte en energía cinética de los fragmentos del proceso de la fisión. En cuanto a la fusión nuclear, ocurre cuando núcleos pequeños se unen o funden, y dan como resultado núcleos más ligeros”, de acuerdo con la explicación del doctor Julio Herrera Velázquez, quien es investigador del Departamento de Física de Plasmas y de Interacción de Radiación con Materia, del Instituto de Ciencias Nucleares de la Universidad Nacional Autónoma de México.
Ahora bien, ¿por qué la fusión nuclear produce energía? Aquí entra en acción la famosa fórmula E=mc2, del físico alemán de origen judío Albert Einstein (1879-1955), donde la energía resultante es igual a la masa por la velocidad de la luz al cuadrado.
“Y si en la fusión nuclear se crean elementos más ligeros, entonces la energía liberada es mayor”, comenta el investigador universitario.
Más energía resultante
Llevar a cabo reacciones de fusión nuclear no representa, en sí, un problema. El principal desafío es que la energía resultante sea mayor que la utilizada en la producción de dichas reacciones.
Para ello se necesita elevar, durante un tiempo suficientemente largo, la temperatura del combustible a valores mayores que los del Sol (en esas condiciones, el combustible alcanza el estado de plasma, el cuarto estado de la materia), y eso no se ha conseguido de manera controlada hasta la fecha.
En relación con el punto de la seguridad, Herrera Velázquez dice: “Las ventajas de los reactores de fusión son que el combustible usado en ellos no estaría sujeto al tipo de accidentes observados en los reactores de fisión y que la concentración de material radiactivo sería menor.”
Proyecto Iter
Actualmente, la Unión Europea, Corea del Sur, China, Estados Unidos, Rusia, India y Japón suman tiempo, dinero y esfuerzos para echar a andar lo que se conoce como el proyecto Iter (“el camino”, en latín), cuyo fin será usar deuterio y tritio (isótopos del hidrógeno con uno y dos neutrones, respectivamente) para liberar, con fines pacíficos, energía de reacciones de fusión nuclear.
La construcción de Iter, en Cadarache, Francia, costará unos 15 mil millones de euros, con lo cual se convertirá en el tercer proyecto más caro de la historia, después de la Estación Espacial Internacional y del Proyecto Manhattan (para fabricar la bomba atómica); se prevé que estará concluida en 2019 y que el primer experimento con deuterio y tritio no arrojará ningún resultado sino hasta 2026.
“Un plus de este proyecto es que permitirá crear empleos en industrias de alta tecnología cuyos frutos van más allá de la fusión nuclear”.
Otro experimento relacionado con la fusión nuclear es el Ignitor, propuesto originalmente por el profesor Bruno Coppi, del Instituto Tecnológico de Massachusetts y de la ENEA (Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, de Italia), y auspiciado por Italia y Rusia. Su costo sería de 250 millones a 300 millones de euros, de los cuales el Ministerio de la Tesorería de Italia ya aseguró 80 millones.
A diferencia del proyecto Iter, el Ignitor se enfocará más en estudiar el efecto del calentamiento de las partículas alfa, las cuales se obtienen de la fusión del deuterio y el tritio.
“Esto es crucial para identificar las dificultades que implica el diseño de un reactor de fusión que sea capaz de generar eficientemente energía eléctrica”, señala el investigador.
¿Qué sucede en México?
De acuerdo con Herrera Velázquez, en México no se le ha dado a la energía nuclear la importancia que merece.
“En el ICN hay un experimento en el que se estudian los plasmas densos magnetizados con temperaturas superiores a las del Sol, con el fin de producir reacciones de fusión, pero no está enfocado en la generación de energía, sino en el desarrollo de una fuente de radiación basada en el plasma. Además, se hacen estudios a nivel teórico sobre la estabilidad, el equilibrio y el transporte de plasmas en aparatos Tokamak (aparatos cuyo objetivo es obtener la fusión de las partículas del plasma, lo que generaría grandes cantidades de energía)”, indica el investigador.
Para poner en marcha aquí experimentos como los que se realizan en los países industrializados se requeriría no sólo de mayor inversión, sino también de una infraestructura con la que no cuenta el país.
Combustible y desechos radiactivos
Cuando se habla de energía nuclear, no basta constreñirse al desarrollo y la construcción de reactores.
Debe de considerarse también el ciclo del combustible, desde su origen hasta la eliminación de los desechos radiactivos resultantes.
“En los reactores nucleares, tanto de fisión como de fusión, siempre quedan isótopos radiactivos. En el caso de los de fisión, esos isótopos, conocidos como actínidos, tardan en decaer miles de décadas; en el caso de los de fisión tardarían décadas… Y, mientras tanto, ¿qué se puede hacer con esos desechos? Una solución es vitrificarlos, guardarlos en contenedores y enterrarlos bajo tierra”, dice el investigador de la Universidad Nacional.
Como se sabe, 443 reactores de fisión nuclear establecieron en 2010 una capacidad instalada de 375 mil millones de vatios de energía eléctrica en todo el planeta.
¿Es posible que dentro de los próximos 50 años la humanidad disponga de energía eléctrica proveniente de reactores de fusión nuclear? Antes de responder a esta pregunta, debemos determinar las diferencias entre la fisión y la fusión nucleares.
“La fisión ocurre cuando un núcleo grande se divide en dos o más núcleos pequeños. Si la masa del núcleo original es mayor que la de los núcleos hijos, entonces esa diferencia de masa se convierte en energía cinética de los fragmentos del proceso de la fisión. En cuanto a la fusión nuclear, ocurre cuando núcleos pequeños se unen o funden, y dan como resultado núcleos más ligeros”, de acuerdo con la explicación del doctor Julio Herrera Velázquez, quien es investigador del Departamento de Física de Plasmas y de Interacción de Radiación con Materia, del Instituto de Ciencias Nucleares de la Universidad Nacional Autónoma de México.
Ahora bien, ¿por qué la fusión nuclear produce energía? Aquí entra en acción la famosa fórmula E=mc2, del físico alemán de origen judío Albert Einstein (1879-1955), donde la energía resultante es igual a la masa por la velocidad de la luz al cuadrado.
“Y si en la fusión nuclear se crean elementos más ligeros, entonces la energía liberada es mayor”, comenta el investigador universitario.
Más energía resultante
Llevar a cabo reacciones de fusión nuclear no representa, en sí, un problema. El principal desafío es que la energía resultante sea mayor que la utilizada en la producción de dichas reacciones.
Para ello se necesita elevar, durante un tiempo suficientemente largo, la temperatura del combustible a valores mayores que los del Sol (en esas condiciones, el combustible alcanza el estado de plasma, el cuarto estado de la materia), y eso no se ha conseguido de manera controlada hasta la fecha.
En relación con el punto de la seguridad, Herrera Velázquez dice: “Las ventajas de los reactores de fusión son que el combustible usado en ellos no estaría sujeto al tipo de accidentes observados en los reactores de fisión y que la concentración de material radiactivo sería menor.”
Proyecto Iter
Actualmente, la Unión Europea, Corea del Sur, China, Estados Unidos, Rusia, India y Japón suman tiempo, dinero y esfuerzos para echar a andar lo que se conoce como el proyecto Iter (“el camino”, en latín), cuyo fin será usar deuterio y tritio (isótopos del hidrógeno con uno y dos neutrones, respectivamente) para liberar, con fines pacíficos, energía de reacciones de fusión nuclear.
La construcción de Iter, en Cadarache, Francia, costará unos 15 mil millones de euros, con lo cual se convertirá en el tercer proyecto más caro de la historia, después de la Estación Espacial Internacional y del Proyecto Manhattan (para fabricar la bomba atómica); se prevé que estará concluida en 2019 y que el primer experimento con deuterio y tritio no arrojará ningún resultado sino hasta 2026.
“Un plus de este proyecto es que permitirá crear empleos en industrias de alta tecnología cuyos frutos van más allá de la fusión nuclear”.
Otro experimento relacionado con la fusión nuclear es el Ignitor, propuesto originalmente por el profesor Bruno Coppi, del Instituto Tecnológico de Massachusetts y de la ENEA (Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, de Italia), y auspiciado por Italia y Rusia. Su costo sería de 250 millones a 300 millones de euros, de los cuales el Ministerio de la Tesorería de Italia ya aseguró 80 millones.
A diferencia del proyecto Iter, el Ignitor se enfocará más en estudiar el efecto del calentamiento de las partículas alfa, las cuales se obtienen de la fusión del deuterio y el tritio.
“Esto es crucial para identificar las dificultades que implica el diseño de un reactor de fusión que sea capaz de generar eficientemente energía eléctrica”, señala el investigador.
¿Qué sucede en México?
De acuerdo con Herrera Velázquez, en México no se le ha dado a la energía nuclear la importancia que merece.
“En el ICN hay un experimento en el que se estudian los plasmas densos magnetizados con temperaturas superiores a las del Sol, con el fin de producir reacciones de fusión, pero no está enfocado en la generación de energía, sino en el desarrollo de una fuente de radiación basada en el plasma. Además, se hacen estudios a nivel teórico sobre la estabilidad, el equilibrio y el transporte de plasmas en aparatos Tokamak (aparatos cuyo objetivo es obtener la fusión de las partículas del plasma, lo que generaría grandes cantidades de energía)”, indica el investigador.
Para poner en marcha aquí experimentos como los que se realizan en los países industrializados se requeriría no sólo de mayor inversión, sino también de una infraestructura con la que no cuenta el país.
Combustible y desechos radiactivos
Cuando se habla de energía nuclear, no basta constreñirse al desarrollo y la construcción de reactores.
Debe de considerarse también el ciclo del combustible, desde su origen hasta la eliminación de los desechos radiactivos resultantes.
“En los reactores nucleares, tanto de fisión como de fusión, siempre quedan isótopos radiactivos. En el caso de los de fisión, esos isótopos, conocidos como actínidos, tardan en decaer miles de décadas; en el caso de los de fisión tardarían décadas… Y, mientras tanto, ¿qué se puede hacer con esos desechos? Una solución es vitrificarlos, guardarlos en contenedores y enterrarlos bajo tierra”, dice el investigador de la Universidad Nacional.
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