Francia se apresura a construir el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER), que supuestamente demostrará que la fusión puede usarse para alimentar plantas de energía nuclear. Frecuentemente se presenta al ITER como la solución de largo plazo al problema del calentamiento global porque la fusión nuclear puede ser una fuente infinita y limpia de energía. Pero el ITER no hará nada semejante.
En las reacciones de fisión de las que depende actualmente la generación de energía nuclear, los elementos pesados como el uranio se descomponen en elementos más pequeñas, mientras que en la fusión nuclear los elementos pequeños como el hidrógeno se unen y forman elementos más pesados (helio). Tanto la fisión como la fusión producen abundante energía.
Algunos líderes políticos explican que la fusión nuclear existe en el sol y que gracias al ITER la controlaremos. Frecuentemente agregan que, puesto que la fusión consume hidrógeno, que puede encontrarse en el agua de mar, es una fuente infinita de energía.
Desafortunadamente, los líderes políticos no saben mucho de los aspectos científicos subyacentes. Desde la invención de la bomba de hidrógeno se sabe que la fusión nuclear es una fuente de energía. Pero controlarla sigue siendo un reto primordial para los centros de investigación, no una dificultad técnica menor que se pueda superar fácilmente.
Confinar un poco de sol dentro de una caja es una tarea extremadamente difícil por tres razones principales. Primero, el combustible nuclear no es el agua de mar, sino una combinación de los dos isótopos pesados del hidrógeno, el deuterio y el tritio, un elemento radioactivo que se ha producido en cantidades pequeñas para las bombas de hidrógeno. Cualquier desarrollo de los reactores de fusión requeriría que se produjera tritio mediante métodos industriales que todavía no se inventan.
Segundo, la reacción de fusión del deuterio y el tritio comienza aproximadamente a los cien millones de grados. Para alcanzarlos se necesita utilizar un imán con el objeto de acelerar un plasma que es una gran flama de núcleos de deuterio y tritio. Esto se debe realizar a un muy alto vacío en una cámara grande. El ITER no está diseñado para producir electricidad sino para estudiar la estabilidad de la flama en el imán. Puesto que las reacciones de fusión producen partículas alfa que contaminan el plasma, se tiene que introducir un “desviador” en la flama que está a cien millones de grados para limpiarlo. Nadie lo ha logrado nunca, pero el ITER podría intentarlo alrededor de 2030 –eso si resuelve el problema previo.
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Tercero, la fusión también emite neutrones que producirán burbujas de gas de helio dentro del material de la pared, que tiende a explotar. Los que están a favor del ITER explican que si las paredes son porosas, las burbujas pueden escapar. Pero nada puede ser poroso y a prueba de fugas al mismo tiempo, y el ITER no está diseñado para estudiar esta contradicción. En el futuro, se debe introducir una “manta” entre el plasma y las paredes con dos objetivos: proteger las paredes exteriores y producir tritio a partir de las reacciones nucleares dentro de un líquido circulante que contenga litio. Esto podría funcionar, pero la primera pared de la manta tendrá que ser no sólo a prueba de fugas y porosa sino también lo suficientemente permeable para los neutrones, que deben golpear los átomos de litio que se encuentran detrás.
El problema de los materiales es un campo de investigación completo en sí mismo. Para estudiarlo se ha decidido construir la Instalación Internacional de Irradiación de Materiales de Fusión (IFMIF) en Japón. Algunos científicos han afirmado que la irradiación de neutrones de la IFMIF no será la misma que en los reactores de fusión, pero hay que señalar que su costo de mil millones de euros será la décima parte que el del ITER.
Entonces, ¿por qué no podemos esperar a tener los resultados de la IFMIF antes de construir el ITER? Todo depende del presupuesto con que se cuente. Si el ITER pudiera resolver verdaderamente el problema de energía del planeta, 10 mil millones de euros serían una inversión insignificante –menos que las ganancias netas de la compañía petrolera TOTAL (13 mil millones de euros en 2006) y equivalente a diez días de sostener la guerra en Iraq.
Pero para que la fusión llegue a funcionar en plantas generadoras industriales pasarán muchas décadas. Aun si el ITER tiene éxito y si se solucionan los problemas del tritio y los materiales, todo tendría que probarse a tamaño real, y sólo entonces podría construirse un primer prototipo de reactor industrial. La reducción drástica de las emisiones de CO2 es una prioridad urgente, pero es poco probable que la fusión produzca suficiente energía para alcanzar ese objetivo antes del siglo XXII.
De hecho, el ITER es un enorme instrumento para la investigación básica, así que es necesario comparar su costo anual de 500 millones de euros con iniciativas científicas similares como la Organización Europea de Investigación Nuclear (CERN) que cuesta mil millones de francos suizos al año. En mi opinión, buscar la estructura fundamental de las partículas es mucho más importante que estudiar la estabilidad de un plasma.
En Francia, la contribución al ITER es mayor que todo el financiamiento disponible para proyectos de investigación en todos nuestros laboratorios de física. El problema es, entonces, que el ITER absorba el financiamiento para otras investigaciones vitales. Ya tenemos el mal ejemplo de la Estación Espacial Internacional, un desperdicio de 100 mil millones de dólares que no ha producido ningún resultado científico.
El ITER no resolverá nuestros problemas de energía. Aunque resulta de cierto interés para la física del plasma, los países participantes deberían afirmar con claridad que financiarlo no afectará al resto de los esfuerzos de investigación. Al mismo tiempo, la comunidad internacional debería apoyar las investigaciones sobre ahorro y almacenamiento de energía y acelerar el desarrollo de los reactores nucleares de cuarta generación que utilizarán fisión y serán limpios y durables.
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Iran’s mass ballistic missile and drone attack on Israel last week raised anew the specter of a widening Middle East war that draws in Iran and its proxies, as well as Western countries like the United States. The urgent need to defuse tensions – starting by ending Israel’s war in Gaza and pursuing a lasting political solution to the Israeli-Palestinian conflict – is obvious, but can it be done?
The most successful development stories almost always involve major shifts in the sources of economic growth, which in turn allow economies to reinvent themselves out of necessity or by design. In China, the interplay of mounting external pressures, lagging household consumption, and falling productivity will increasingly shape China’s policy choices in the years ahead.
explains why the Chinese authorities should switch to a consumption- and productivity-led growth model.
Designing a progressive anti-violence strategy that delivers the safety for which a huge share of Latin Americans crave is perhaps the most difficult challenge facing many of the region’s governments. But it is also the most important.
urge the region’s progressives to start treating security as an essential component of social protection.
Francia se apresura a construir el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER), que supuestamente demostrará que la fusión puede usarse para alimentar plantas de energía nuclear. Frecuentemente se presenta al ITER como la solución de largo plazo al problema del calentamiento global porque la fusión nuclear puede ser una fuente infinita y limpia de energía. Pero el ITER no hará nada semejante.
En las reacciones de fisión de las que depende actualmente la generación de energía nuclear, los elementos pesados como el uranio se descomponen en elementos más pequeñas, mientras que en la fusión nuclear los elementos pequeños como el hidrógeno se unen y forman elementos más pesados (helio). Tanto la fisión como la fusión producen abundante energía.
Algunos líderes políticos explican que la fusión nuclear existe en el sol y que gracias al ITER la controlaremos. Frecuentemente agregan que, puesto que la fusión consume hidrógeno, que puede encontrarse en el agua de mar, es una fuente infinita de energía.
Desafortunadamente, los líderes políticos no saben mucho de los aspectos científicos subyacentes. Desde la invención de la bomba de hidrógeno se sabe que la fusión nuclear es una fuente de energía. Pero controlarla sigue siendo un reto primordial para los centros de investigación, no una dificultad técnica menor que se pueda superar fácilmente.
Confinar un poco de sol dentro de una caja es una tarea extremadamente difícil por tres razones principales. Primero, el combustible nuclear no es el agua de mar, sino una combinación de los dos isótopos pesados del hidrógeno, el deuterio y el tritio, un elemento radioactivo que se ha producido en cantidades pequeñas para las bombas de hidrógeno. Cualquier desarrollo de los reactores de fusión requeriría que se produjera tritio mediante métodos industriales que todavía no se inventan.
Segundo, la reacción de fusión del deuterio y el tritio comienza aproximadamente a los cien millones de grados. Para alcanzarlos se necesita utilizar un imán con el objeto de acelerar un plasma que es una gran flama de núcleos de deuterio y tritio. Esto se debe realizar a un muy alto vacío en una cámara grande. El ITER no está diseñado para producir electricidad sino para estudiar la estabilidad de la flama en el imán. Puesto que las reacciones de fusión producen partículas alfa que contaminan el plasma, se tiene que introducir un “desviador” en la flama que está a cien millones de grados para limpiarlo. Nadie lo ha logrado nunca, pero el ITER podría intentarlo alrededor de 2030 –eso si resuelve el problema previo.
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Tercero, la fusión también emite neutrones que producirán burbujas de gas de helio dentro del material de la pared, que tiende a explotar. Los que están a favor del ITER explican que si las paredes son porosas, las burbujas pueden escapar. Pero nada puede ser poroso y a prueba de fugas al mismo tiempo, y el ITER no está diseñado para estudiar esta contradicción. En el futuro, se debe introducir una “manta” entre el plasma y las paredes con dos objetivos: proteger las paredes exteriores y producir tritio a partir de las reacciones nucleares dentro de un líquido circulante que contenga litio. Esto podría funcionar, pero la primera pared de la manta tendrá que ser no sólo a prueba de fugas y porosa sino también lo suficientemente permeable para los neutrones, que deben golpear los átomos de litio que se encuentran detrás.
El problema de los materiales es un campo de investigación completo en sí mismo. Para estudiarlo se ha decidido construir la Instalación Internacional de Irradiación de Materiales de Fusión (IFMIF) en Japón. Algunos científicos han afirmado que la irradiación de neutrones de la IFMIF no será la misma que en los reactores de fusión, pero hay que señalar que su costo de mil millones de euros será la décima parte que el del ITER.
Entonces, ¿por qué no podemos esperar a tener los resultados de la IFMIF antes de construir el ITER? Todo depende del presupuesto con que se cuente. Si el ITER pudiera resolver verdaderamente el problema de energía del planeta, 10 mil millones de euros serían una inversión insignificante –menos que las ganancias netas de la compañía petrolera TOTAL (13 mil millones de euros en 2006) y equivalente a diez días de sostener la guerra en Iraq.
Pero para que la fusión llegue a funcionar en plantas generadoras industriales pasarán muchas décadas. Aun si el ITER tiene éxito y si se solucionan los problemas del tritio y los materiales, todo tendría que probarse a tamaño real, y sólo entonces podría construirse un primer prototipo de reactor industrial. La reducción drástica de las emisiones de CO2 es una prioridad urgente, pero es poco probable que la fusión produzca suficiente energía para alcanzar ese objetivo antes del siglo XXII.
De hecho, el ITER es un enorme instrumento para la investigación básica, así que es necesario comparar su costo anual de 500 millones de euros con iniciativas científicas similares como la Organización Europea de Investigación Nuclear (CERN) que cuesta mil millones de francos suizos al año. En mi opinión, buscar la estructura fundamental de las partículas es mucho más importante que estudiar la estabilidad de un plasma.
En Francia, la contribución al ITER es mayor que todo el financiamiento disponible para proyectos de investigación en todos nuestros laboratorios de física. El problema es, entonces, que el ITER absorba el financiamiento para otras investigaciones vitales. Ya tenemos el mal ejemplo de la Estación Espacial Internacional, un desperdicio de 100 mil millones de dólares que no ha producido ningún resultado científico.
El ITER no resolverá nuestros problemas de energía. Aunque resulta de cierto interés para la física del plasma, los países participantes deberían afirmar con claridad que financiarlo no afectará al resto de los esfuerzos de investigación. Al mismo tiempo, la comunidad internacional debería apoyar las investigaciones sobre ahorro y almacenamiento de energía y acelerar el desarrollo de los reactores nucleares de cuarta generación que utilizarán fisión y serán limpios y durables.