La energía nuclear, la “fusión fría” y el método científico

El mayor reto de supervivencia de la humanidad es la sustentación de la energía necesaria para su manutención y progreso. Para muchos, solo estamos en los albores de un uso razonable de la energía y nos hemos limitado hasta ahora esencialmente a aprovechar la que se almacenó en las entrañas de la tierra por descomposición de seres vivos. Esos seres la habían aprovechado del sol, durante miles de millones de años. Ya se ha comentado esto anteriormente.

Una esperanza de energía útil casi infinita apareció cuando conocimos como es que el sol emite tanta energía y de dónde la obtiene. La teoría de Einstein nos dijo que la masa y la energía tienen equivalencia. Esto se complementó con los descubrimientos de que la tabla periódica de los elementos no es fija, que hay elementos que pueden convertirse en otros mediante el intercambio de mucha energía por cada núcleo atómico. De la misma forma que se había aprendido que un ácido con una base reaccionan y forman nuevos compuestos mediante las llamadas reacciones químicas, se comprendió también que los núcleos de los átomos podían interactuar dando lugar a reacciones nucleares que son mayormente estudiadas por la física. En este tipo de reacciones las cantidades de energía que se intercambian son enormes, comparativamente, y hacen que algunos núcleos de elementos químicos se descompongan naturalmente en otros. También ocurre que los núcleos de dos o más átomos muy energizados pueden interactuar dando lugar a otros elementos químicos diferentes con la consiguiente evolución de más energía. Como resultado, estamos aprendiendo a dominar las reacciones nucleares para imitar al sol y generar nuestra propia energía “in situ”, y hasta para usarla con la increíble finalidad de destruirnos a nosotros mismos con más facilidad y de forma casi instantánea en el caso de una indeseable tercera guerra mundial.

La llamada “fisión nuclear” es la que aprovecha la descomposición de ciertos núcleos y la energía que así se produce. La primera bomba atómica era de fisión y tenía una carga de dinamita o algún similar que al hacerse explotar proporcionaba energía suficiente para activar reacciones de fisión nuclear en depósitos vecinos de ciertos elementos inestables. Una vez que sus primeros núcleos se descompusieron por efecto de la explosión química inicial se produjo tanta, tanta, energía adicional que provocaron la descomposición de todos los restantes muy rápidamente. Y la cantidad de energía generada en un momento fue increíblemente grande. De los resultados de esas cantidades de energías liberadas espontáneamente y sin control nos hablaron los residentes de Hiroshima y Nagasaki. De las consecuencias de haber aprendido a conducir esas reacciones de fisión para el bien de las personas nos pueden hablar muchos habitantes pacíficos en países como Francia. Allí el 75 % de la electricidad que se consume viene de la fisión nuclear controlada y se ahorran unos 3000 millones de euros anualmente por este concepto, según la Wikipedia.

La “fusión nuclear” es otra cosa. Parece ser lo que más ocurre en el sol. Hay tanta energía desatada por reacciones nucleares de fusión en el ambiente solar que los núcleos de elementos ligeros al chocar llegan a recomponerse, generando aún más energía. Se dice que en cada segundo de vida del sol se funden 620 millones de toneladas métricas de núcleos de hidrógeno (protones) para formar núcleos de helio. En estos casos, la reacción produce mucha más energía. También los humanos hemos aprendido a utilizarla aquí en la tierra, pero hasta ahora solo para amenazarnos a nosotros mismos. No existen experiencias de alguien que haya sufrido las consecuencias de una explosión de fusión nuclear, aunque existen muchas bombas de las llamadas de “hidrógeno” o “termonucleares” almacenadas y listas para demostrarnos sus efectos. Las bombas de fusión son más complejas, porque comienzan con la explosión química que activa la fisión de una bomba atómica convencional y solo con esta se logra la energía inicial para la fusión. Pero al final, con menos materia prima de puede producir mucha más energía y también más destrucción y muerte. Son “más eficientes”.

Nuclear Fusion

Uno de los objetivos más importantes de la ciencia en los últimos 70 años es el control de la fusión nuclear: poder generar cantidades inmensas de energía fundiendo núcleos ligeros de forma controlada. Se ha avanzado mucho pero no hay aún un horizonte claramente definido.

En 1989 unos conocidos electroquímicos [1] reportaron un resultado que esperanzó a la ciencia. En un experimento con dos electrodos sumergidos en agua “pesada” (formada con deuterio en lugar de hidrógeno) y un catalizador dijeron que habían obtenido cantidades tan grandes de energía que solo podía provenir de la fusión nuclear. Imaginemos el revuelo que ocasionó el artículo, porque eso quería decir que sería posible lograr cantidades cuantiosas de energía, bastante “limpia”, sin gran contaminación ambiental. Tal y como se hace y debe hacerse siempre en la ciencia (y también en muchas otras facetas de la vida), muchos intentaron reproducir estos resultados de forma independiente. Unos dijeron que si, que lo habían reproducido, y otros nunca lo pudieron lograr. Los autores originales dijeron también haber detectado evidencias de reacciones nucleares, pero estas nadie las encontró y al parecer resultó ser un argumento engañoso, intolerable en la ciencia. Esta historia desacreditó entonces a los autores y al resultado en sí mismo. La llamada “fusión fría” resulto en un desastre.

Sin embargo, en una reciente publicación de divulgación científica[2], dos analistas de la ciencia hacen resucitar el tema relatando algunas de sus interioridades, y sobre todo haciéndose la pregunta de ¿qué ocurrió realmente en el laboratorio de la Universidad de Utah donde se reporta el hecho en 1989?

Este es un ejemplo de cómo funciona la ciencia y también de cómo debe pensarse creativamente. ¿Se descubrirá realmente lo que ocurrió con ellos y con algunos otros que dijeron haber reproducido los resultados? ¿Era todo un engaño? Las nuevas ideas deben ser probadas, sobre todo si son polémicas, pero es preferible enfrentar estas pruebas que no tener nuevas ideas que enfrentar. Estas son las que mueven a la humanidad, las que han logrado lo mejor del género humano.

Luis A. Montero Cabrera*

Cubadebate

* Doctor en Ciencias y miembro titular de la Academia de Ciencias de Cuba. Preside el Consejo Científico de la Universidad de La Habana y es expresidente la Sociedad Cubana de Química (2012 – 2016).

NOTAS:

1. Fleischmann, M. and S. Pons, Electrochemically induced nuclear fusion of deuterium. Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry, 1989. 261(2): p. 301-308.
2. Krivit, S.B. and M.J. Ravnitzky, It’s Not Cold Fusion… But It’s Something, in Scientific American. 2016, Nature America Inc.: Washington, DC.