L’energia termonuclear: estat i perspectives

L’article tracta els motius pels quals, fins ara, la fusió termonuclear controlada no ha trobat aplicacions industrials.

Quan als anys cinquanta del segle passat, poderoses explosions van sacsejar la Terra bombes de fusiósemblava abans d’un ús pacífic energia nuclear de fusió queda molt poc: una o dues dècades. Hi va haver motius per a aquest optimisme: només van passar deu anys des del moment en què es va fer servir la bomba atòmica fins a la creació del reactor que generava electricitat.

Però la tasca de frenar fusió va resultar ser inusualment complex. Les dècades van passar una després de l’altra i no es va obtenir mai l’accés a reserves d’energia il·limitades. Durant aquest temps, la humanitat, cremant recursos fòssils, va contaminar l’atmosfera amb emissions i la va escalfar amb gasos d’efecte hivernacle. Els desastres de Txernòbil i Fukushima-1 van desacreditar l'energia nuclear.

Què ens va impedir dominar un procés de fusió tan prometedor i segur, que podria eliminar per sempre el problema de proporcionar energia a la humanitat?

Inicialment, era clar que per tenir lloc la reacció, era necessari reunir els nuclis d'hidrogen de manera tan estreta que les forces nuclears poguessin formar el nucli d'un nou element: l'heli amb l'alliberament d'una quantitat important d'energia. Però els nuclis d'hidrogen són repel·lents els uns dels altres per forces elèctriques. Una avaluació de les temperatures i pressions a les que comença la reacció termonuclear controlada va demostrar que cap material pot resistir aquestes temperatures.

Per les mateixes raons, es va rebutjar el deuteri pur, l’isòtop de l’hidrogen. Després d’haver passat milers de milions de dòlars i dècades de temps, els científics van ser capaços d’encendre la flama termonuclear durant molt poc temps. Ens queda aprendre a retenir el plasma de fusió durant molt de temps. Calia passar del modelat informàtic a la construcció d’un reactor real.

En aquesta fase, va quedar clar que els esforços i recursos d'un estat independent no serien suficients per a la construcció i l'explotació de plantes pilot i pilot. En el marc de la cooperació internacional, es va decidir implementar un projecte d’un reactor termonuclear experimental per valor de més de 14.000 milions de dòlars.

Però, el 1996, els Estats Units van deixar de participar-hi i, en conseqüència, el finançament del projecte. Durant un temps, la implementació va anar a costa del Canadà, el Japó i Europa, però mai va arribar a la construcció del reactor.

El segon projecte, també internacional, s’està implementant a França. El tancament de plasma a llarg termini es produeix a causa d’una forma especial del camp magnètic - en forma d’ampolla. Els físics soviètics van establir la base d'aquest mètode. Primer instal·lació del tipus "Tokamak" hauria de donar més energia a la sortida de la que es gasta en encendre i subjectar el plasma.

El 2012 s’hauria d’haver finalitzat la instal·lació del reactor, però no hi ha informació sobre el funcionament correcte. Potser el trastorn econòmic dels darrers anys ha fet ajustaments als plans dels científics.

Dificultats per assolir la fusió controlada va generar molta especulació i informes falsos sobre l'anomenat Reacció termonuclear “freda”. Tot i que encara no s’ha trobat cap capacitat física ni lleis, molts investigadors afirmen la seva existència. Al cap i a la fi, les apostes són massa elevades: des dels premis Nobel dels científics fins a la dominació geopolítica de l’estat, que ha dominat aquesta tecnologia i ha accedit a l’abundància d’energia.

Però tots aquests missatges són exagerats o francament falsos. Científics seriosos relacionen l'existència d'una reacció similar amb l'escepticisme.

Les possibilitats reals de dominar la síntesi i l'inici del funcionament industrial dels reactors termonuclears es remunten a la meitat del segle XXI. En aquest moment, serà possible seleccionar els materials necessaris i treballar el seu funcionament segur. Atès que aquests reactors funcionaran amb plasma de densitat molt baixa, seguretat de potència de fusió serà molt superior a les centrals nuclears.

Qualsevol violació a la zona de reacció "apagarà" immediatament la flama termonuclear. Però les mesures de seguretat no s’han de descuidar: la capacitat d’unitat dels reactors serà tan gran que fins i tot un accident als circuits d’extracció de calor pot provocar víctimes i contaminació ambiental. L’únic que queda és petit: espereu 30-40 anys i vegeu l’època de l’abundància d’energia. Si sobrevivim, és clar.

Comments

[#1]

El principi del motor de combustió interna: la descomposició de l’aigua en hidrogen-oxigen, la sortida és l’hidrogen com a portador d’energia universal.