[R-P] O la vida eterna o la muerte instantánea: energía termonuclear controlada

[Néstor Gorojovsky]

[El día que se llegue a generar energía nuclear por fusión, se
resuelven todos los problemas energéticos de la humanidad actual.

Claro está que la investigación, a su vez, podrá ofrecer a la única
potencia que arrojó bombas atómicas sobre poblaciones civiles la
posibilidad de producir artefactos infinitamente más mortales que los
ya existentes.

A la humanidad le va la vida en terminar con el capitalismo.

Literalmente.]

Sábado, 12 de mayo de 2012
LA ETERNA BUSQUEDA DE LA ENERGIA POR FUSION NUCLEAR
Disparos láser en la madrugada

Por Rodolfo Petriz

En la madrugada del 15 de marzo pasado el Complejo Nacional de
Ignición, ubicado en California, EE.UU. y dependiente del laboratorio
Lawrence Livermore, uno de los centros de investigaciones nucleares
más importantes del mundo, realizó el disparo láser más intenso de la
historia. Según los datos, el dispositivo entregó alrededor de 1,87
megajoule de energía, equivalente a 1000 veces el consumo en un
instante de toda la red eléctrica norteamericana y 100 veces más
potente que cualquier otro láser en operaciones.

Si bien es verdad que una gran parte de la sociedad norteamericana
vive obsesionada con el establecimiento de nuevas e insólitas marcas
mundiales, en este caso está claro que el objetivo que persiguen los
científicos estadounidenses con estos ensayos no es entrar en el Libro
Guinness de los records.

El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LNLL), financiado por el
Departamento de Energía de los EE.UU., fue fundado en 1952. Según reza
en su página web, tiene la misión de colaborar con el mantenimiento de
los armamentos nucleares norteamericanos, prevenir la proliferación y
el terrorismo nuclear, y desarrollar tecnologías energéticas para
reemplazar los combustibles fósiles.

El Complejo Nacional de Ignición o NIF (National Ignition Facility) es
uno de sus proyectos más ambiciosos. Su objetivo principal es
construir un sistema láser con la potencia y la precisión necesarias
para desencadenar de forma controlada y con ganancia de energía el
proceso de fusión nuclear, el mismo que permite a las estrellas emitir
luz y calor durante millones de años.
FUSION NUCLEAR

Lograr la fusión nuclear controlada es un viejo anhelo de los
científicos, ya que brindaría la posibilidad de obtener energía de
forma casi ilimitada. A diferencia de la fisión nuclear, en donde se
obtiene energía mediante la ruptura de átomos pesados como el de
uranio, la fusión nuclear consiste en combinar átomos livianos para
lograr otros más pesados, proceso en el cual también se produce una
pequeña pérdida de masa que se convierte en energía. Los átomos más
apropiados para fusionar son dos isótopos del hidrógeno, el deuterio y
el tritio, obteniéndose helio como resultado.

Para conseguir que dos átomos se fusionen es necesario superar la
fuerza de repulsión electrostática que mantiene separados sus núcleos,
cargados positivamente. En la práctica ésta no es una tarea simple;
para vencer la repulsión nuclear hay que someter a los átomos a
condiciones de temperatura y presión tan elevadas como las que reinan
en el interior de las estrellas, y ello requiere grandes cantidades de
energía. Este es uno de los puntos cruciales, para que la fusión
controlada sea viable como recurso energético es necesario que sea
favorable el balance entre la energía que se aplica para iniciar la
ignición y la que se obtiene como su resultado, esto es, que haya una
ganancia neta lo suficientemente amplia como para considerarla una
alternativa viable.

Como es común en temas atómicos, las primeras investigaciones serias
sobre fusión nuclear estuvieron relacionadas con proyectos militares,
siendo la bomba de hidrógeno o termonuclear el primer dispositivo
creado por el hombre capaz de liberar energía de ese modo. Sin
embargo, el proceso con que se desencadena la fusión en las armas
atómicas es manifiestamente inviable para fines pacíficos: en las
bombas termonucleares, la ignición se consigue a partir de la
detonación de una bomba de fisión, la cual produce las condiciones
necesarias para lograr que se fusionen los átomos de deuterio y de
tritio.

La historia de los intentos por lograr la fusión controlada está
plagada de fracasos y de impostores. En los últimos 60 años, varios
investigadores afirmaron haber encontrado la piedra filosofal
energética, pero fueron refutados por sus colegas poco tiempo después.
En esta historia de imposturas, nuestro país también tiene su lugar:
en Bariloche, en medio del Nahuel Huapi, la isla Huemul aún guarda los
restos de los laboratorios en donde el físico austríaco Ronald Richter
afirmó a principios de los ’50 haber logrado el ansiado
descubrimiento.

Para que sea exitoso, cualquier procedimiento de fusión controlada
tiene que producir temperaturas de millones de grados y lograr
confinar las partículas en un envase capaz de soportar las extremas
condiciones del proceso. Dos son los métodos ensayados para solucionar
estos problemas. Por un lado, está el confinamiento magnético, que
aprovecha la carga eléctrica de las partículas para confinar un plasma
a elevadísimas temperaturas sin necesidad de un recipiente. Esta
posibilidad es explorada por el ITER (International Thermonuclear
Experimental Reactor), gigantesco consorcio con sede en Francia e
integrado por las principales potencias mundiales. Y por otro lado,
está el confinamiento inercial, la vía seguida por el LNLL, que
consiste en comprimir las partículas a densidades exorbitantes
mediante la utilización de láseres.
NIF

Los primeros experimentos de fusión nuclear con láseres comenzaron a
mediados de los ’60. Sin embargo es recién a fines de los ’70 cuando,
gracias al desarrollo de láseres de alta potencia, cobraron mejores
perspectivas las investigaciones.

El Lawrence Livermore diseñó varios láseres, como el Shiva, el Novette
o el Nova, con los cuales, a pesar de fracasar con la fusión, logró
recolectar información para su último dispositivo: el NIF.

Los números que describen todo lo relativo al NIF son desmesurados y
pueden provocar en el lector un estado de perplejidad cuasi
pascaliano. Las cifras también hablan del grado de importancia que les
asigna el gobierno norteamericano a estas investigaciones.

Los datos oficiales indican que desde que comenzó a construirse en
1997 se invirtieron U$S 3500 millones –según los extraoficiales, sólo
hasta el 2008 se habían gastado U$S 4200 millones– para erigir un
centro de experimentación cuyo edificio principal tiene una altura de
diez pisos y la superficie de tres canchas de fútbol. En su interior
se aloja un sistema de 192 rayos láser que recorren alrededor de 1500
metros desde su origen hasta el punto de impacto en la cámara de
ignición.

El pulso inicial, de baja energía y generado por un oscilador, es
dividido en sucesivas etapas de amplificación hasta llegar al total de
192 pulsos láser. En su camino, la potencia inicial es incrementada
exponencialmente –miles de millones de veces– hasta lograr la
intensidad necesaria para desencadenar la ignición.

En este proceso, la mezcla de deuterio y tritio es colocada dentro de
una diminuta esfera plástica, en el centro de una cápsula de oro de
cinco milímetros de diámetro, en donde el calor generado por los
pulsos láser que producen rayos X que comprimen la mezcla,
de-sencadenan la reacción termonuclear de corta duración.

Sin embargo, la fusión no sólo es cuestión de potencia. Así como sería
casi imposible explotar un globo presionando únicamente uno de sus
laterales, para que surja la ignición es imprescindible que los 192
láseres impacten simultáneamente, con la misma intensidad y de forma
pareja, en toda la superficie de la cápsula. De esta forma, los pulsos
de 23 nanosegundos de duración –un nanosegundo es la milmillonésima
parte de un segundo– no pueden tener en el impacto una
desincronización mayor a 30 trillones de segundo.

Si bien el disparo realizado en marzo pasado sólo fue una prueba para
medir la potencia y la precisión del láser, los 1.87 megajoule
alcanzados tienen una relevancia especial, porque es la energía que
según los científicos se requeriría para desencadenar la fusión. De
todas formas, habrá que esperar a los ensayos definitivos sobre la
mezcla de deuterio y tritio, previstos para fines del 2012, para
verificar la viabilidad del proceso.
LIFE Y DESTRUCCION

Además de brindar la posibilidad de ampliar los conocimientos teóricos
sobre física nuclear, el NIF tiene dos campos específicos de
aplicaciones prácticas, el civil y el militar. Por un lado, sus
investigaciones son la base del LIFE (Laser Inertial Fusion Energy),
otro proyecto del Lawrence Livermore que tiene por finalidad, una vez
comprobada la factibilidad de la fusión láser, diseñar una planta de
generación eléctrica.

Según los científicos, las ventajas que tendría una planta de estas
características frente a las actuales formas de producir energía
serían inmensas. Por una parte, sería una fuente energética
prácticamente inagotable, ya que el deuterio está presente en el agua
de mar y el tritio se puede obtener a partir del litio presente en la
superficie terrestre. Por otra, no sería contaminante ni colaboraría
con el efecto invernadero como los combustibles fósiles. Junto con
ello, y a diferencia de las centrales nucleares de fisión, no
existiría el riesgo de una reacción nuclear descontrolada como en
Chernobyl, ni tampoco produciría residuos radiactivos de larga vida,
ya que el tritio necesario, si bien es radiactivo, se produciría en el
reactor mediante la interacción con el litio que recubre su interior.

De todas formas, el camino a recorrer aún es largo. Aunque el NIF
verifique la utilidad del láser para lograr la ignición, todavía
habría que resolver cuestiones técnicas sumamente complejas. El
reactor diseñado por el proyecto LIFE funcionaría con sucesivos ciclos
de fusión de corta duración –10 a 15 por segundo–, para lo cual habría
que desarrollar un sistema láser con una velocidad de repetición muy
superior al del NIF y con dimensiones significativamente más pequeñas,
lo cual requiere el desarrollo de nuevos materiales y tecnologías. A
pesar de ello, los responsables del proyecto son optimistas, calculan
que en el 2020 podrían poner en funcionamiento una planta de este
tipo.

El otro campo de aplicaciones es estrictamente militar. A partir del
cese de las pruebas nucleares subterráneas en los ’90, EE.UU. creó el
Programa de Administración de Arsenales o SSP (Stockpile Stewardship
Program), el cual busca mantener la operatividad de sus armas atómicas
sin la necesidad de realizar nuevas detonaciones. Según sus
responsables, los estudios del NIF son parte esencial del programa
porque permiten evaluar bajo distintos aspectos las cualidades de los
componentes de las armas almacenadas, sin necesidad de nuevos ensayos
y respetando los acuerdos de no proliferación nuclear. Sin embargo,
existen dudas sobre el supuesto carácter no proliferante de estas
investigaciones. Las estrechas colaboraciones entre el NIF y numerosos
organismos del complejo militar-industrial crean en algunos
especialistas la sospecha de que los EE.UU. podrían valerse de estas
investigaciones para idear nuevas bombas termonucleares y de
neutrones.

En definitiva, más allá del éxito o el fracaso del proyecto LIFE, los
miles de millones de dólares invertidos en estos desarrollos muestran
que para los EE.UU. mantenerse como la potencia militar hegemónica no
tiene precio.


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Néstor Gorojovsky
El texto principal de este correo puede no ser de mi autoría