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Cada segundo, el Sol irradia más energía de la que podemos usar en un millón de años gracias a un proceso llamado fusión termonuclear. ¿Y si pudiéramos recrear el mismo proceso en una estrella artificial para alimentar nuestro planeta? China está tratando de responder a estas preguntas con un proyecto llamado EAST (Experimental Advanced Superconductor Tokamak).
LA REACCIÓN DE FUSIÓN NUCLEAR
Dentro del Sol hay una especie de ‘sopa’ muy caliente que hierve a 15 millones de grados. Los científicos lo llaman plasma y es un entorno perfecto para que los núcleos de hidrógenos choquen entre sí. En las condiciones adecuadas, estas partículas colisionan y se fusionan para formar núcleos de helio. Cada átomo de helio recién formado es más ligero que los dos átomos de hidrógeno que lo produjeron. La mayor parte de esta ‘masa perdida’ se convierte en energía.
Sin embargo, es poco probable que los núcleos de hidrógeno choquen entre sí. Están cargados positivamente, lo que hace que se repelan, al igual que los imanes con el mismo lado. Para romper esta barrera de repulsión electromagnética y entrar en contacto, tienen que ir a una velocidad extremadamente alta. Una forma de acelerar las partículas es calentarlas.
Es lo que pasa cada vez que hervimos agua. Las burbujas en la superficie son el resultado de partículas de agua que se mueven a alta velocidad. El mismo proceso ocurre dentro del Sol, donde, sin embargo, las partículas de hidrógeno no pueden escaparse por evaporación. La enorme masa de nuestra estrella, combinada con la gravedad, genera una presión externa que atrapa el hidrógeno en su interior. Esta presión también limita el volumen disponible para los núcleos de hidrógeno, lo que favorece la reacción de fusión nuclear.
La medida universal que usamos para la energía es el julio o joule. Por ejemplo, se necesitan 100 julios para alimentar una bombilla durante 25 segundos. Cada segundo, la fusión nuclear dentro del Sol genera 3,8 seguidos de 26 ceros joule de energía. Cada año, los humanos consumimos 5,8 seguidos de 20 ceros joule. Es decir, el Sol emite un millón de años de energía cada segundo.
TODA LA ENERGIA DEL SOL
Ningún material en la Tierra puede soportar millones de grados sin derretirse. Es por eso que la fusión nuclear ha sido una mera fantasía durante mucho tiempo. Hasta que, en 1950, un grupo de científicos rusos encontró la manera de engañar al calor. Todo lo que necesitaban era una cámara con forma de rosquilla, llamada Tokamak, e imanes muy potentes.
Introdujeron gas hidrógeno en el Tokamak y utilizaron campos magnéticos para mantenerlo en una posición dinámica pero precisa. A medida que el hidrógeno flota dentro de la cámara, se inunda con una poderosa corriente electromagnética que arranca los átomos de sus electrones y calienta el plasma. Esta es también la idea detrás de la tecnología utilizada para el EAST.
Hay un detalle crucial a tener en cuenta al considerar la fusión artificial. Dado que los dispositivos Tokamak no comprimen el plasma como lo hace el Sol, las probabilidades de colisión son menores. Para compensarlo, las partículas deben calentarse aún más para aumentar su velocidad. Por ello la estrella artificial china es de seis a ocho veces más caliente que el Sol.
