SPAWAR: un paso más cerca de la fusión fría

El Santo Grial de las fuentes de energía ha mantenido a los físicos ocupados durante décadas, y muchos tienen sueños húmedos en los que un reactor pueda reproducir los procesos que se desarrollan en el interior de una estrella pero a temperatura ambiente. Los investigadores del SPAWAR aseguran haber encontrado la primera evidencia de que la fusión fría puede producir neutrones de alta energía, los cuales revelan que está ocurriendo una reacción nuclear.

Todas nuestras centrales nucleares son de fisión. Átomos pesados, que poseen una gran cantidad de electrones, por ejemplo de uranio, son bombardeados con partículas y como resultado del choque algunos se dividen. Si todo se ha calculado bien, se genera una reacción en cadena controlada –si se descontrola tenemos entre manos una hermosa bomba atómica-, proceso que desprende una gran cantidad de calor utilizable para producir vapor de agua que mueva generadores eléctricos. A pesar de ser una tecnología avanzada, ni siquiera se arrima al rendimiento óptimo que se daría cuando toda la materia usada como combustible se convierte en energía. Si queremos lograr eso, necesitamos la fusión nuclear, la misma que permite a una estrella generar enormes cantidades de energía.

Para comprender la importancia de este tipo de experimentos, primero debemos entender cuál es la diferencia que existe entre la “fusión caliente” y la “fusión fría”. En una estrella, los núcleos de dos átomos de hidrógeno se unen para formar helio. La masa del núcleo de helio es menor que las de los dos núcleos de hidrógeno combinados, de forma que el exceso de energía se libera al exterior en forma de calor aprovechable. Pero para que esta reacción tenga lugar, hay que acercar mucho los dos núcleos –hay que lograr que la fuerza nuclear fuerte los una-, y esto es algo muy difícil de conseguir. Es que al tener ambos carga positiva se repelen con una fuerza cuya intensidad se incrementa cuanto más cerca estén. Pero llega un momento -si se logra arrimarlos lo suficiente- en el que la fuerza nuclear fuerte vence a la fuerza electrostática y tiene lugar la fusión.

Hemos avanzado bastante en la puesta a punto de sistemas que generen energía basados en la “fusión caliente”, la que se produce en el interior de las estrellas. En ellos se acercan los protones mediante una presión y temperatura muy elevadas. Al estar tan comprimidos y moverse muy rápidamente, existe una gran probabilidad de que algunos choquen y se acerquen lo suficiente para que la fuerza nuclear fuerte predomine. Estas condiciones extremas requieren de equipos carísimos y son difíciles de producir y de mantener, por lo que aún no tenemos reactores de “fusión caliente” generando electricidad todos los días.

Sin embargo, hay otras formas de acercar los protones unos a otros. Por ejemplo, puede utilizarse electricidad. Si los sometemos a un voltaje lo suficientemente intenso, los protones se moverán violentamente en una dirección determinada por el campo eléctrico, fusionándose sin necesidad de utilizar temperaturas medidas en millones de grados. Lamentablemente, el sistema tiene una pega: consume más energía de la que genera, de modo que no tiene utilidad práctica. Sin embargo, este tipo de fusión, llamada generalmente “fusión fría”, ha sido fuente de desvelos entre los científicos desde 1989, cuando Martin Fleishmann y Stanley Pons anunciaron que habían obtenido pruebas experimentales de procesos nucleares a temperatura ambiente, incluyendo una generación de calor no explicable mediante el electromagnetismo. Esto significa que del sistema salía más energía de la que entraba. La única explicación para este fenómeno es que se haya producido alguna clase de reacción nuclear como la fusión de isótopos del hidrógeno.

Lamentablemente, Martin Fleishmann y Stanley Pons cometieron varios errores, el más grave fue organizar una rueda de prensa antes de que sus colegas pudieran leer el informe sobre los resultados de sus trabajos. Los dos químicos quedaron bastante desacreditados y la fusión fría también. Incluso algunos físicos aseguraban que el flujo de neutrones estaba por debajo del umbral de detección de los detectores de estas partículas. Muchos científicos han visto sus carreras desbarrancarse sin remedio por apoyar este tipo de experimentos. Pero otros han trabajado duro para mejorar el diseño de estos reactores, y nuevamente el tema ha sido noticia. Pamela Mosier-Boss, del SPAWAR (Space and Naval Warfare Systems Center, Centro de Sistemas de Armas Navales y del Espacio) en San Diego, junto a un equipo de colaboradores parecen haber detectado neutrones de alta energía procedentes de un experimento de este tipo, llamado LENR (Low Energy Nuclear Reactions, o reacciones nucleares de baja energía).

Mosier-Boss y equipo emplearon un electrodo de oro o níquel y una disolución en agua pesada de cloruro de paladio. Al hacer circular una corriente eléctrica se produce una codeposición que en teoría puede “atrapar” el deuterio, que se fusionaría dentro de la estructura cristalina del material. Utilizaron un plástico especial llamado CR-39 para registrar la trayectoria de las partículas de alta energía producidas en la –supuesta- reacción de fusión. Observando el  plástico con un microscopio lograron ver patrones de trazos compatibles con las marcas que dejaría un neutrón atravesarlo. Los científicos aseguran que hay neutrones presentes en la reacción LENR, y también presencia de rayos X y tritio. Además, se verifica la presencia de un exceso de calor.

Hace falta seguir investigando este fenómeno para comprender cabalmente cómo funcionan estas reacciones LENR y de qué forma se pueden convertir en una aplicación práctica. Otros equipos también han hecho avances, como el liderado por Tadahiko Mizuno, de la Universidad de Hokkaido de Japón, que han encontrado un exceso de calor y emisión de radiación gamma en un experimento LENR que utiliza hidrocarburos. Antonella De Ninno, de un centro de investigación italiano, ha logrado algo parecido. Lo cierto es que ya han pasado 20 años del experimento de Fleishmann y Pons, y la fusión fría sigue sin tener un uso comercial. Sin embargo, cada día parece estar más cerca la posibilidad de lograr algún tipo de pila o generador que se base en estos principios. El dia que eso suceda, los químicos le habrán enseñado algo a los físicos.