Acabamos de dar un paso de gigante hacia la energía infinita: así son los materiales que harán posible la fusión nuclear

Uno de los mayores obstáculos en la carrera por dominar la energía de fusión nuclear, que, por si no estás enterado, consiste en replicar en la Tierra el proceso que alimenta a las estrellas, siempre ha sido encontrar materiales que puedan sobrevivir a las condiciones que se dan dentro de un reactor de este estilo.

Ahora, un proyecto de investigación alemán ha anunciado el desarrollo de una nueva generación de materiales especialmente diseñados para resistir las temperaturas, radiaciones y complicaciones mecánicas que supone este proceso.

La iniciativa, denominada proyecto DINERWA y liderada por el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) y la empresa Focused Energy, se ha centrado en un componente crítico: la "primera pared", es decir, la superficie sólida más interna de la cámara de vacío de un reactor que actúa como un escudo que protege el resto de la estructura del plasma que sustenta todo el sistema y que debe "aislarse utilizando un campo magnético 280.000 veces más fuerte que el de la Tierra".

"Una de las mayores dificultades tecnológicas para las futuras centrales eléctricas es la 'primera pared'", señaló Carsten Bonnekoh, investigador del KIT, "protege el plasma caliente y debe soportar temperaturas enormes y radiación de neutrones", añadió.

El proyecto, que cuenta con una financiación de 11 millones de euros del Ministerio Federal de Investigación, Tecnología y Espacio de Alemania (BMFTR), no se limita a la creación de estos materiales en el laboratorio: "Queremos demostrar que los materiales no solo funcionan bien en el laboratorio, sino que también permanecen estables bajo cargas operativas reales", explicó Bonnekoh, "esto sentará las bases para utilizar los materiales experimentales de hoy en los componentes reales de las centrales eléctricas del futuro".

El objetivo del equipo no era solo incrementar marginalmente la resistencia de los materiales existentes, sino diseñar una nueva clase de aleaciones capaces de superar los límites de los metales convencionales.

Los materiales resultantes incluyen aceros reforzados con dispersión de óxidos (ODS) y aleaciones de cobre, optimizados para resistir la deformación bajo un intenso bombardeo de neutrones; tungsteno nanoestructurado, elegido por su excepcional punto de fusión, lo que lo hace ideal para soportar cargas térmicas extremas; y aleaciones de alta entropía, una clase emergente de materiales conformados por una mezcla de múltiples elementos conocidos por su estabilidad frente al calor y la radiación.

La prueba de fuego (o de magma)

Vale, después de todo este rollo, vamos a lo interesante; validar la durabilidad de estos materiales es tan crucial como desarrollarlos, gran parte de las pruebas se está llevando a cabo en la infraestructura de investigación HELOKA del KIT, allí, los prototipos son sometidos a cargas térmicas y tensiones mecánicas que simulan fielmente el entorno de un futuro reactor de fusión.

Este esfuerzo se enmarca en una necesidad global de probar y cualificar materiales para la fusión, en España, el proyecto IFMIF-DONES, una instalación que se está construyendo en Granada, desempeñará un papel complementario y esencial para este proyecto, su propósito será "desarrollar una fuente capaz de producir neutrones de alta energía" para irradiar materiales y verificar su resistencia durante periodos prolongados, algo crucial antes de su uso en reactores comerciales.

El avance en materiales es solo una pieza de un rompecabezas tecnológico mucho mayor que está experimentando un progreso acelerado. La inversión privada en fusión a nivel global ya supera los 10.000 millones de dólares, reflejando una creciente confianza en el sector.

Alemania, se han marcado el ambicioso objetivo de construir la primera central de fusión para 2040, respaldada por un Plan de Acción para la Fusión que invertirá más de 2.000 millones de euros hasta 2029, mientras que China, por su parte, es más ambiciosa, quiere conseguirlo en 2030.

Sé que hace unos párrafos dije que se acababa el rollo y seguí soltando datos bastante poco interactivos, pero es difícil explicar lo significativo que es este hito sin contextualizarlo primero con toda esta información, idear una forma estable para producir energía a través de la fusión nuclear sería algo histórico para la raza humana, significaría la creación de una fuente de electricidad prácticamente infinita, el fin de la dependencia de los combustibles fósiles y demás "energías ineficientes", algunos magnates hablan de la IA como "lo más significativo en la historia de la humanidad", pero yo solo digo que, sin electricidad los modelos de lenguaje no funcionan.