Tokamak

Con soporte científico en la emisión estimulada de radiación que propusiera Albert Einstein en 1905, tardó mucho tiempo hasta que el 7 de julio de 1960 el New York Times anunciaba el primer máser óptico que Maiman construyó en un laboratorio de Malibú en California y desató un sinfín de aplicaciones que se ha mantenido en un ritmo creciente hasta nuestros días. No han faltado aplicaciones para el láser en ningún momento. En realidad, fue durante mucho tiempo una solución sin problema. El secreto está en su esencia concretada en sus cuatro propiedades singulares: monocromaticidad, coherencia, direcionalidad y brillo o alta densidad de potencia espectral. La monocromaticidad le otorga la nobleza molecular con la que pueden identificarse, romperse o formarse los enlaces entre los átomos que constituyen las moléculas. Direccionalidad y coherencia concretan muchas aplicaciones y desarrollos. La potencia es una de sus facetas y una de las alternativas para paliar la crisis energética en la que permanecemos sumidos desde hace mucho.

En varios laboratorios, también en China, se trabaja en un proyecto de fusión de plasma que han anunciado para 2022 alcanzar 70 millones de grados, lo que supone una temperatura casi tres veces la de la superficie solar y mantenida durante 17 minutos. Tokamak es un acrónimo ruso, que se traduciría por cámara toroidal con bobinas magnéticas, dispositivo en el que tiene lugar la fusión de partículas de plasma, que generaría una energía suficiente para lograr la fusión nuclear de dos partículas ligeras formando una mas grande y estable, al tiempo que libera una energía descrita por la ecuación de Einstein, que expresa la interconversión de masa y energía.

Desde hace mucho se ha enarbolado el paradigma de la fusión nuclear, frente a la conocida fisión, que es la empleada en las actuales centrales nucleares y produce desechos al necesitar combustible no renovable y escaso, como es el uranio. Para que la fusión sea alternativa a la fisión se requiere alcanzar el punto de equilibrio entre la energía que se requiere para confinar el plasma y acelerarlo y la que se produce al tener lugar la fusión de las partículas. Se trata de dificultades técnicas, no de fundamento, no teóricas. El proyecto internacional ITER es uno de los que hay en marcha con este propósito.

Sajarov y Tam fueron los científicos rusos que concretaron el Tokamak en 1959, partiendo de las ideas de Lavrentiev en 1950. En otros proyectos, como el francés, lo había conseguido, pero tan solo 390 segundos. El pasado año se anunció haber conseguido 120 millones de grados durante 101 segundos y 160 millones de grados durante 20 segundos. Es una imitación de las estrellas ya que la temperatura de los iones que hay que alcanza, para que tenga lugar la fusión, se sitúa por encima de los 100 millones de grados. En Corea se alcanzaron en un laboratorio en 2020 durante 20 segundos.

La clave es lograr de forma estable que la energía que se desprende supere a la que se requiere para producir el plasma en las condiciones de fusión. No ha ocurrido. Uno de los experimentos empleó 192 láseres enfocando una cápsula de 0.2 microgramos de deuterio. Las pérdidas superan la energía producida. El estado de plasma implica que los electrones se comportan como si fueran libres y en esas condiciones se puede lograr la fusión. Cuanto más alta sea la temperatura mas fácil es la reacción de fusión. Conseguir que el hidrógeno se caliente a un estado de plasma ardiente capaz de calentarse a sí mismo es el logro alcanzado hace tiempo, incluso se ha superado la pérdida de energía compensada por la liberada en la fusión. Falta ahora, lograr que se mantenga autosostenida durante mas tiempo para que el proceso sea rentable.