¿Cómo ocurre una fusión?

El Fuego Estelar: Cómo Ocurre la Fusión Nuclear

La fusión nuclear, el proceso que alimenta las estrellas y que despierta esperanzas para una energía limpia y abundante en la Tierra, es un fenómeno fascinante y complejo. A diferencia de la fisión nuclear, que divide núcleos pesados, la fusión une núcleos ligeros, como el hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio), para formar uno más pesado, liberando una cantidad inmensa de energía en el proceso. Pero, ¿cómo ocurre exactamente este proceso de unión nuclear?

La clave reside en superar la repulsión electrostática entre los núcleos atómicos, que son positivamente cargados. Para que la fusión tenga lugar, los núcleos deben acercarse lo suficiente como para que la fuerza nuclear fuerte, una fuerza mucho más potente que la repulsión electrostática a esas distancias, pueda unirlos. Esto requiere condiciones extremas: temperaturas extremadamente altas y presiones igualmente elevadas.

Imaginemos una caldera inmensa, la zona interior de una estrella. La temperatura allí puede alcanzar millones de grados Celsius. A estas temperaturas, los átomos están completamente ionizados, es decir, sus electrones se han separado de sus núcleos. Esta “sopa” de núcleos y electrones libres, el plasma, está sometido a presiones colosales. Estas condiciones de extrema temperatura y presión son las necesarias para que los núcleos de hidrógeno, en particular el deuterio y el tritio, se muevan con la suficiente energía cinética como para superar la repulsión electrostática y fusionarse.

El proceso no es instantáneo. En el corazón de las estrellas, la fusión ocurre mediante una serie de reacciones en cadena. La más sencilla, y crucial en la etapa inicial de la vida de una estrella, es la fusión del hidrógeno (protones) en helio. En esta reacción, cuatro núcleos de hidrógeno (protones) se combinan para formar un núcleo de helio, liberando energía en forma de radiación electromagnética, fundamentalmente luz y calor.

Sin embargo, el camino hacia la fusión no siempre es directo. Las reacciones intermedias, donde se forman núcleos inestables, son necesarias para alcanzar la configuración estable del helio. Estas reacciones, en conjunto, son lo que hacen que brille el Sol y las estrellas.

En la Tierra, los científicos están investigando activamente la fusión nuclear controlada como fuente de energía. El desafío es replicar estas condiciones extremas en un entorno controlado, utilizando reactores de fusión. Estos reactores utilizan campos magnéticos extremadamente fuertes para confinar el plasma a altas temperaturas, permitiendo la fusión sin necesidad de presiones inasumibles.

La fusión nuclear, un proceso fundamental en el universo, ofrece la posibilidad de una fuente de energía limpia, segura e ilimitada. Si podemos dominar la fusión en la Tierra, podremos acceder a una fuente de energía que podría cambiar el curso de la civilización humana. El camino es complejo, pero el potencial, enorme.