Según la fórmula de Einsten, cuando en un proceso se elimina masa, ésta no desaparece, sino que se transforma en energía. Así, una mínima cantidad de masa, puede liberar gran cantidad de energía. Por ejemplo, si se transforma un miligramo de masa en energía, tenemos que la Energía liberada es: E = 0.000001Kg*90.000.000.000.000.000 (velocidad de la luz al cuadrado) sería igual a 90.000.000.000 julios, es decir 90 giga julios.

Para apreciar en la práctica la potencia de la energía desprendida, tenemos que hacer un esfuerzo de imaginación: Supongamos que tenemos un reactor nuclear que es capaz de transformar un solo miligramo de masa en energía en una hora, y que aprovechamos toda la energía producida. Si consideramos que un hogar convencional, consume unos 3,3 kilowatios/hora, dispondremos de energía para satisfacer a más de 7.000 hogares con televisión, horno, frigorífico y calefacción eléctrica, durante las 24 horas del día.

Se puede obtener energía nuclear de dos formas diferentes, mediante FUSIÓN, y mediante FISIÓN. La fisión es la que se emplea actualmente en las centrales nucleares y su proceso simplificado es el siguiente:

Cuando un átomo pesado se divide en dos átomos más ligeros, la suma de las masas de estos últimos átomos obtenidos, más la de los neutrones desprendidos es menor que la masa del átomo original, con lo que se desprende Energía. Para romper un átomo, se emplea un neutrón (ya que es eléctricamente neutro y no se desvía de su trayectoria) y se lanza contra un átomo, por ejemplo, de Uranio. Al chocar el neutrón, el átomo de Uranio-235 se convierte en Uranio-236 durante un brevísimo espacio de tiempo, ya que tiene un neutrón más que es el que ha chocado con él, siendo este último átomo sumamente inestable, dividiéndose en dos átomos diferentes y más ligeros que el Uranio-236 (por ejemplo Kriptón y Bario o Xenon y Estroncio), desprendiendo 2 ó 3 neutrones y liberando energía. Estos 3 neutrones, vuelven a chocar con otros 3 átomos de Uranio-235, liberando en total 9 neutrones, energía y otros dos átomos más ligeros, y así sucesivamente, generando de esta forma una reacción en cadena.

REACTORES PELIGROSOS

Los reactores de fisión deben ser instalados en zonas cercanas al agua, como cualquier central térmica, para refrigerar el circuito, y se emplazan en zonas sísmicamente estables para evitar accidentes. Una de las ventajas de los reactores nucleares actuales es que casi no emiten contaminantes al aire (periódicamente deben purgar pequeñas cantidades de gases radiactivos), y los residuos producidos son muchísimo menores en volumen y más controlados que los residuos generados por las plantas alimentadas por combustibles fósiles.

No obstante, los reactores nucleares por fisión generan residuos en forma de productos radiactivos que deben ser enterrados o almacenados con suma seguridad, debido, a la prolongada vida media de alguno de los isótopos resultantes de la reacción, como el Americio, el Neptunio o el Curio, cuyos efectos duran decenas de miles de años.

Estos productos contaminantes pueden reducirse considerablemente, pero algunas centrales también sirven para generar material adicional de fisión (plutonio) para la creación de armamento nuclear. Dicho interés en la creación de dichas sustancias impone un diseño específico del reactor en detrimento de la ecología del mismo.

Algunos expertos mantienen que la energía nuclear podría ser una energía limpia y que los costes totales de construcción, explotación, seguridad, tratamiento de los residuos y desmantelamiento serían muy inferiores a los costes de cualquier planta de energía fósil, incluyendo los costes medioambientales, el secreto está en sustituir el sistema de fisión por el de fusión.

LA ENERGÍA DE LAS ESTRELLAS

fotoLa fusión es un proceso natural en las estrellas; las reacciones nucleares por fusión se producen por la elevadísima temperatura de las estrellas, que están compuestas principalmente por Hidrógeno y Helio. El hidrógeno, en condiciones normales de temperatura, se repele entre sí cuando intentas fusionarlo a otro átomo de hidrógeno, debido a su repulsión electrostática. Para vencer esta repulsión electrostática, el átomo de hidrógeno debe chocar violentamente contra otro átomo de hidrógeno, fusionándose y produciendo Helio, que no es fusionable. La diferencia de masa entre el átomo obtenido y el original libera una gran cantidad de energía, muchísimo mayor que en el proceso de fisión.

Sin embargo, para obtener estos choques violentos, hay que conseguir una elevada temperatura, que estimule a los átomos de hidrógeno para que se muevan muy rápidamente y choquen unos contra otros.

La energía termonuclear es una de las alternativas más fiables que tiene la humanidad para afrontar la crisis energética inevitable cuando en el planeta se agoten las reservas de combustibles convencionales, como el petróleo, gas y carbón. Los reactores termonucleares – basados en la fusión nuclear – son la tecnología del futuro para generar energía eléctrica renovable, limpia y barata, ya que, a diferencia de las actuales centrales nucleares, no producen peligrosos desechos radiactivos, sino que liberan helio, un gas inerte e inofensivo.

LA LARGA BÚSQUEDA

La investigación en este campo se ha prolongado durante 50 años y no se ha conseguido aún mantener una reacción de fusión controlada.

La mayor dificultad se halla en soportar la enorme presión y temperatura que requiere una fusión nuclear (que solo es posible encontrar de forma natural en el núcleo de una estrella). El proceso requiere una enorme inyección de energía inicial que luego se podría automantener, ya que la energía desprendida es mucho mayor.

La primera reacción de fusión realizada por el ser humano tuvo origen militar, fue la bomba termonuclear – también llamada bomba-H o de Hidrógeno-. La bomba termonuclear libera grandes cantidades de energía alcanzando casi la temperatura del Sol, unos 20 millones de grados centígrados. Las bombas termonucleares actuales, alcanzan los 60 megatones (equivalente a 60 millones de toneladas de explosivo TNT), lo cual puede arrasar todo lo que haya en un radio de 40 ó 50 Kilómetros a la redonda, eso sin incluir la radiación electromagnética y la onda expansiva, así como la lluvia ácida. Sin embargo es en su uso pacífico donde más espectacular se muestra la energía termonuclear.

Fueron los rusos los primeros en construir un reactor termonuclear. Fue creado en los años 1950 por los físicos Ígor Tamm y Andréi y recibió el nombre de Tokamak, acrónimo del ruso тороидальная камера с магнитными катушками, que puede traducirse como cámara toroidal.

Se trataba de un toro en cuya cámara sin aire se confinaba un plasma mediante dos fuertes campos magnéticos. El primero se crea por líneas magnéticas que rodean la cámara toroidal y el otro, por la intensa corriente eléctrica del plasma mismo. El plasma está compuesto por partículas cargadas muy ligeras que son aceleradas por el campo magnético hasta alcanzar velocidades próximas a la de la luz. El objetivo de este aparato era obtener la fusión de las partículas del plasma, lo que generaría grandes cantidades de energía. Sin embargo, el plasma se vuelve tan caliente que no se encontraban materiales capaces de soportar tales temperaturas, de ahí la necesidad de aislarlo con un medio inmaterial como un campo magnético.

Europa se basó en el Tokamak para conseguir su propia cámara torodial. Sin embargo el mayor reactor de este tipo, el JET (toro europeo conjunto), no pudo mantener una mezcla a la temperatura (1 millón de grados) y presión necesarias para que se mantuviera la reacción. Para superar estos inconvenientes se creó un proyecto internacional denominado ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor, en español: Reactor Termonuclear Experimental Internacional).

EL PROYECTO ITER

fotoIter significa “el camino” en latín, nombre que pretende reflejar la voluntad internacional de que el ITER sea el perfeccionamiento de la fusión nuclear como una fuente de energía para usos pacíficos.

El objetivo del proyecto es el de probar todos los elementos necesarios para la construcción y funcionamiento de un reactor de fusión nuclear para la utilización comercial. Además de reunir los recursos tecnológicos y científicos de los programas de investigación desarrollados en aquel entonces por la Unión Soviética (actual Rusia), los Estados Unidos, Europa (a través de EURATOM) y de Japón, el ITER cuenta con el auspicio de la IAEA, así como una forma de compartir los gastos del proyecto. El costo estimado total del proyecto se calcula en unos 10.300 millones de euros en los próximos 10 años. La UE asumirá el 40% de los costos de construcción, Francia costeará un 10% adicional mientras que los cinco socios restantes sufragarán 10% cada uno.

Durante el proceso para definir el emplazamiento del centro de investigación y del futuro reactor de fusión se presentaron varios inconvenientes. En diciembre de 2003 los países miembros del proyecto, no pudieron decidirse entre situarlo en Francia o en Japón. Al parecer, por motivos políticos los Estados Unidos estuvieron en contra de la candidatura de Francia (presumiblemente por su negativa a apoyar la invasión de Irak de 2003), lo cual dificultó la decisión definitiva.

El pasado 24 de mayo, la Unión Europea, Japón, Estados Unidos, Corea del Sur, la India, Rusia y China, los siete socios del proyecto ITER, firmaron en Bruselas el acuerdo internacional para el lanzamiento del reactor de fusión internacional y confirmaron como lugar para desarrollarlo la ciudad de Cadarache, en el Sudeste de Francia.

Asimismo, en España (concretamente en Barcelona) se ha ubicado la Agencia Europea de Fusión, organismo encargado de controlar todos los contratos para la construcción, la aportación industrial y el desarrollo de la I+D del proyecto y deberá nombrar uno de los dos directores europeos.

CADARACHE

Cadarache es un centro de estudios nucleares creado en 1959 por la CEA (Commissariat à l’Énergie Atomique) en Bouches-du-Rhône (Francia) sobre un terreno de 1 625 hectáreas.

En 2005 fue uno de los seleccionados para servir de emplazamiento a la construcción del ITER, pero los acontecimientos expuestos no han hecho realidad su candidatura hasta la firma de Bruselas.

Más de 4.000 personas están trabajando en el CEA de Cadarache. Esencialmente desarrolla investigaciones sobre la utilización más rentable y más segura de la energía nuclear, incluyendo las formas de eliminación de residuos y la propuesta de soluciones para el futuro energético.

En Cadarache, se investiga también sobre la energía solar y sobre la biología vegetal y la microbiología para desarrollar posibilidades en el tema de la polución y la
biodiversidad.

Ahora la población del departamento Bouches-du-Rhône, acogerá la investigación y la construcción del ITER, cerca de 3.000 técnicos de todo el mundo convergerán en sus instalaciones, para desarrollar el más potente reactor jamás imaginado. Al frente de todo estará François Gauché nombrado el pasado 2 octubre, director de la Agencia ITER en Francia.

François Gauché nació en 1974, es licenciado por la École Polytechnique y por l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de París. Pese su juventud desde 1997 a 1999, ejerció de ingeniero en otro proyecto europeo y posteriormente en el Instituto Max Planck de Hamburgo, de la sociedad BMW, antes de incorporarse a la división ALSTOM Train Services en Preston, Gran Bretaña. En el 2000, asumió la Dirección regional de la industria de investigación del medio ambiente de Alsalcia.

EL CAMINO DE LAS ESTRELLAS

El camino de las estrellas está marcado. Por su potencial, sus elevadas posibilidades y su virtud no contaminante, el reactor de fusión está llamado a ser la solución a los problemas energéticos. Tal vez la Era Atómica no pase a la historia por las atrocidades de Hiroshima y Nagasaki, tal vez lo haga por la aportación de una solución limpia y deslumbrante, la estela de las estrellas.