|
Encendre un petit sol a la Terra i fer-lo servir com a font d’energia és el somni dels físics i dels enginyers que treballen en la “fusió nuclear”. La viabilitat d’aquesta font d’energia, neta i inesgotable segons els investigadors, podria rebre la primera confirmació el 2016. Els primers reactors capaços de convertir-la en electricitat podrien començar a funcionar al voltant del 2050. Mentrestant, s’està construint a Cadarache, França, el primer reactor experimental, anomenat ITER.
APROPANT-NOS A L'ENERGIA DE LES ESTRELLES
L’ITER funcionarà
mitjançant el mateix procés que alimenta el Sol i les estrelles: la
fusió nuclear. Es tracta del fenomen contrari al que es fa servir a les
centrals nuclears, la “fissió”. En aquest últim cas, l’energia
s’allibera quan un nucli atòmic massís es trenca en parts més petites.
En el cas de la fusió, deriva de la unió de nuclis lleugers (com
l’hidrogen) que en formen de més pesats (l’heli).
L'ENERGIA DE LA FUSIÓCom més calor, més ràpid es mouen els
àtoms. A l'interior del Sol la temperatura és d'uns 10 milions de
graus. Això fa que els àtoms d'hidrogen que conté xoquin a grans
velocitats, tot superant les forces de repulsió electrostàtiques entre
els seus nuclis (recorda que els nuclis estan carregats positivament).
D'aquesta manera, els nuclis es fusionen. La fusió de dos àtoms
d'hidrogen produeix un àtom d'heli, més pesat. No obstant això, la
massa de l'àtom resultant és una mica més petita que la suma de les
masses dels àtoms d'hidrogen inicials: una part de la massa s'ha
perdut. On ha anat? S'ha convertit en una gran quantitat d'energia, tal
com la fórmula d'Einstein E=mc² descriu: la petita pèrdua de massa (m),
multiplicada per la velocitat de la llum al quadrat (c²), resulta en
una grandíssima quantitat d'energia (E) derivada de la fusió. Com que
cada segon, al Sol converteix uns 600 milions de tones d'hidrogen en
heli, la quantitat d'energia que es produeix és enorme.
EL SECRET PER CONFINAR UN ESTEL: EL TOKAMAK
La fusió es produeix a les estrelles, a temperatures d’uns 10 milions
de graus. Diversos científics han afirmat haver generat la “fusió
freda”, és a dir, haver induït aquest procés a la temperatura ambient.
Però aquests experiments no s’han arribat mai a reproduir, fins ara.
Per això, l’objectiu d’ITER és generar una “fusió calenta”, és a dir,
portar un gas (per exemple una barreja de deuteri i triti, dos isòtops
de l’hidrogen) a la temperatura de 100 milions de graus, unes deu
vegades més gran que la del Sol. En aquestes condicions el gas es
converteix en “plasma”, és a dir, el quart estat de la matèria
(diferent del sòlid, líquid o gas), constituït per un conjunt de
protons i neutrons. En aquest estat, és molt fàcil que es produeixin
esdeveniments de fusió.
Perquè la fusió es produeixi, cal que dos nuclis atòmics s’apropin
molt, una condició molt difícil d’assolir perquè les càrregues
positives es repel·leixen. Per superar aquest efecte, cal que els
nuclis xoquin a gran velocitat, cosa que s’obté augmentant la
temperatura. Mentre que el Sol és capaç de retenir el plasma mitjançant
la gravetat, això és impossible en un reactor. Per confinar el plasma,
llavors, l’ITER farà servir una altra
força, la magnètica. La substància es tancarà en una cambra en forma de rosca, anomenada tokamak.
Dibuix de l'interior del tokamak, responsable de confinar les reaccions de fusió (ITER).
UNA FONT D'ENERGIA NETA, SEGURA I GAIREBÉ INESGOTABLEEls
reactors de fusió no es fonamenten en una reacció “en cadena”, com en
el cas dels reactors normals, amb el risc de perdre el control del
procés. En aquest cas és suficient tancar l’accés del plasma i la
reacció s’atura sola. Aquesta tecnologia no seria només ultrasegura,
segons diuen els seus promotors, sinó també neta. En efecte, no es
produiria en aquest cas el problema dels residus nuclears. Només
algunes petites porcions del tokamak s’activarien, però es podrien
reutilitzar al cap de 100 anys. Finalment, l’energia de fusió promet
ser virtualment inesgotable: un quilogram de combustible de fusió
produeix la mateixa energia que 10 milions de quilograms de combustible
fòssil i els seus constituents són molt abundants en el planeta (hi
hauria triti per milers d’anys i deuteri per milers de milions).
El coll d’ampolla d’aquesta tecnologia és fer l’esforç de portar-la de
la viabilitat teòrica a l’aplicabilitat pràctica. Aquest és l’objectiu
de l’ITER, que en tot cas no s'aconseguirà abans d’unes dècades. Per
aquesta raó, alguns investigadors i ecologistes han reclamat més
inversió en aquest projecte, atesa la urgència dels problemes del canvi
climàtic i de l’escalfament global. Tanmateix, els promotors del
projecte contesten amb optimisme, després d'observar que l’índex d’èxit
dels experiments en física dels plasmes ha crescut constantment els
últims 30 anys, amb ritme comparable a l’evolució en el camp dels
transistors o dels acceleradors de partícules.
|
