Energía
Desentrañando la Fusión Segura y Práctica – Nuevas Perspectivas sobre el Combustible Atrapado
Fusión & Eficiencia de Combustible
La fusión nuclear es potencialmente la fuente de energía verde definitiva, no produce subproductos peligrosos, radiactividad (el único “residuo” es helio) ni gases de efecto invernadero. Y podría alimentarse con un combustible tan abundante que representa un porcentaje significativo de todo el Universo: el deuterio, un isótopo del hidrógeno.
Pero también es una forma de generación de energía muy difícil de lograr. Requiere replicar en la Tierra las condiciones del núcleo del Sol, con presiones tremendas y decenas o cientos de millones de grados.
La fusión nuclear se ha logrado en laboratorios de física durante décadas, pero aún no se ha alcanzado una reacción de fusión con energía neta positiva. Es lo que muchos están intentando lograr, desde el megaprojecto internacional ITER hasta proyectos comerciales de fusión como Commonwealth Fusion Systems y Proxima Fusion.
La viabilidad comercial dependerá no solo de lograr una generación de plasma estable y con energía positiva, sino también de la eficiencia general del proceso.
Una pregunta abierta es la eficiencia del combustible. Se sabe que el deuterio es parcialmente absorbido por las paredes de los reactores de fusión tokamak. Investigadores de la Universidad de Princeton, la Universidad de California, la Universidad de Tennessee, el Laboratorio Nacional Sandia y General Atomics están investigando el tema.
Fuente: Princeton University
Publicaron sus resultados en Nuclear Materials and Energy1, bajo el título “Deuterium retention behaviors of boronization films at DIII-D divertor surface”.
Deuterio, Tritio & Fusión
Cuanto más ligero es un átomo, más energía potencial se libera al someterse a fusión nuclear. Por eso tiene sentido que la mayoría de los proyectos de fusión nuclear se centren en combinar variantes del hidrógeno, siendo la opción más popular la fusión de deuterio-tritio.
Fuente: Nature
La fusión deuterio-deuterio también es posible, pero por razones técnicas se asume que es aún más difícil de lograr comercialmente. Por eso casi todos los proyectos comerciales o prototipos de proyectos comerciales como ITER planean usar deuterio-tritio como combustible.
Un problema con el tritio es que es radiactivo, a diferencia del deuterio. Por lo tanto, no se desea acumular demasiado tritio en el reactor, ni perder su control. Esto no solo es una cuestión de seguridad, sino también regulatoria.
“Existen limitaciones muy estrictas sobre la cantidad de tritio que puede haber en un dispositivo en cualquier momento. Si se supera ese límite, todo se detiene y se revoca la licencia.
Por lo tanto, si se desea un reactor funcional, hay que asegurarse de que el registro del tritio sea preciso. Si se supera el límite, eso es un obstáculo insuperable.”
Dado que el combustible deuterio-tritio probablemente se utilizará en reactores de fusión nuclear comerciales, es muy importante saber qué ocurre con el combustible. Ya sabemos que una parte de él es absorbida por las paredes del reactor.
Absorción de Deuterio
Las paredes de los reactores de fusión nuclear están hechas de grafito y recubiertas con boro. El boro ayuda a reducir las impurezas del plasma como oxígeno, carbono y tungsteno.
Fuente: Nuclear Materials and Energy
Se sabe desde hace tiempo que estas paredes recubiertas de boro absorben algo de deuterio del plasma. Sin embargo, el mecanismo y la cantidad involucrada no estaban claros.
Para entenderlo, realizaron pruebas en DIII-D, un reactor de fusión tokamak de General Atomics.
Descubrieron que el culpable de la absorción de deuterio no era el boro sino el carbono.
Fuente: Nuclear Materials and Energy
El carbono y el boro juntos pueden unirse al deuterio tan fuertemente que se necesitarían temperaturas alrededor de 1,000 grados Fahrenheit para romper el enlace, lo que dificulta enormemente eliminar el combustible sin dañar el sistema de fusión.
“El carbono debe minimizarse. Aunque no podemos eliminarlo por completo, utilizamos todos los medios a nuestro alcance para reducir la cantidad de carbono tanto como sea posible.
Queremos eliminar todo el carbono y tener paredes de tungsteno limpias para asegurar que los cálculos se acerquen aún más a lo que se experimentará en ITER.”
Buscando Soluciones
Al profundizar, los investigadores descubrieron que la exposición a un plasma con pequeñas cantidades de contaminación de carbono aumentó significativamente la cantidad de deuterio atrapado.
Por cada cinco unidades de boro atrapadas en una muestra, se atrapaban dos unidades de deuterio.
El fenómeno también depende de la temperatura. Por encima de 600,000°K (1 millón °F), la retención de deuterio es limitada, y la pared libera de nuevo el deuterio a 900,000°K.
Sin embargo, esas temperaturas que alcanzan el recubrimiento de la pared se deben evitar para la estabilidad a largo plazo del material, por lo que no es una solución práctica para evitar la acumulación de combustible en las paredes del reactor.
Una solución más probable es intentar limitar al máximo absoluto que cualquier impureza de carbono penetre en las paredes del reactor, algo que hasta ahora no se sabía que fuera tan importante.
Esto tendrá un impacto práctico directo en el diseño final y la fabricación de las paredes del reactor ITER.
“ITER y los dispositivos futuros deben ser cuidadosos al minimizar la contaminación por impurezas de C para reducir la retención de deuterio.”
También es probable que limite la practicidad o viabilidad comercial de cualquier motor de fusión nuclear que utilice baldosas de grafito en las paredes (el grafito está compuesto de átomos de carbono), como la fusión DIII-D utilizada en este experimento, ya que este diseño probablemente acumulará demasiado tritio con el tiempo para ser autorizado a operar como una central eléctrica.
Conclusión
La fusión nuclear está convirtiéndose progresivamente en una tecnología bien comprendida, con el récord de duración de plasma estable superado regularmente, el más reciente es de 22 minutos en una colaboración franco-china.
Con la ayuda de la IA, es probable que la fusión siga volviéndose más eficiente con el tiempo, hasta el punto en que se logre energía neta.
A medida que la tecnología se acerca a la comercialización, surgen nuevos desafíos, como cumplir con las regulaciones sobre la acumulación de combustible y la radiactividad, algo que los reactores experimentales tenían menos que preocuparse.
Afortunadamente, estos problemas también se están resolviendo, y optimizar la calidad de los materiales utilizados en los reactores ayudará.
Combinado con mejoras constantes en nuestra comprensión de la superconductividad, esto podría ayudar a que nuestras dificultades para generar energía verde sean cosa del pasado en los próximos 1-2 décadas.
Empresas de Fusión
Actualmente, ninguna de las empresas dedicadas exclusivamente a hacer que la fusión nuclear sea comercialmente viable está cotizada en bolsa. Estas incluyen Helion, General Fusion, Commonwealth Fusion, TEA Technologies, ZAP Energy, y NEO Fusion.
Puedes encontrar una lista extensa de startups en el espacio de la fusión nuclear en la página dedicada de Dealroom.
Sin embargo, una empresa cotizada en bolsa ha estado activa en el campo de la fusión, con una redirección de su concepto de producción de energía a propulsión espacial: Lockheed Martin.
Lockheed Martin Corporation
(LMT )
Una excepción notable a la dominancia de startups privadas en el campo es la empresa cotizada públicamente Lockheed Martin Corporation, un gigante de la industria de defensa.
Lockheed ha estado trabajando desde principios de la década de 2010 en Compact Fusion, un reactor de fusión nuclear que se esperaba estuviera listo para la década de 2020. Sin embargo, se anunció que el trabajo en el proyecto se detuvo en 2021.
La empresa ha sido muy discreta sobre este proyecto desde el anuncio público de 2021. Hasta el día de hoy, no está claro qué pudo haber impulsado a la compañía a abandonar la idea.
Al mismo tiempo, parece que no abandonó completamente el concepto, notablemente con inversiones en 2024 en Helicity, una startup que desarrolla un motor de fusión.
La idea es propulsar naves espaciales con ráfagas cortas de fusión. Helicity planea usar un cañón de plasma, el mismo enfoque que General Fusion. Potencialmente, los resultados internos de Lockheed han demostrado que su diseño no podría sostener la fusión de manera compatible con la producción de energía.
Pero quizá, al mismo tiempo, ¿son suficientes las ráfagas cortas para la necesidad de propulsión en el espacio y mucho más cercanas a convertirse en un producto real? También encajaría mejor con el perfil general de la compañía centrado en aeroespacial y defensa.
Además de los proyectos de fusión, Lockheed Martin es una de las mayores compañías aeroespaciales & de defensa del mundo, que cubrimos en detalle en noviembre de 2025 en “Lockheed Martin (LMT) Spotlight: Un líder en defensa y aeroespacial”.
En resumen, esta es la compañía detrás de aviones como los helicópteros Black Hawk o el F-16, así como equipos avanzados como el F-35, aviones de radar volador, o aviones logísticos como el C-5 Galaxy & C-130J Super Hercules.
Fuente: Lockheed Martin
También es el productor de algunos de los sistemas de misiles más importantes del ejército de EE. UU., como el JAASM, Javelin, ATACMS, y HIMARS, con una demanda extremadamente alta tras el agotamiento de los inventarios por el conflicto en Ucrania.
Lockheed es el contratista principal para el diseño, desarrollo, pruebas y producción de la nave espacial Orion, que puede ser la parte menos controvertida de todo el programa Artemis.
La compañía está activa en otros programas espaciales, como los satélites meteorológicos GOES-R, la recolección de muestras de asteroides por OSIRIS-REx, la sonda a Júpiter JUNO, y un chaleco portátil de protección contra radiación AstroRad,
En conjunto, desde sistemas militares clave hasta programas espaciales y de fusión nuclear igualmente importantes, Lockheed Martin está a la vanguardia de la innovación estadounidense y parece haber mantenido su ventaja mucho más aguda que la de muchos de sus grandes competidores en la industria de defensa.
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Referencia del Estudio:
1. Shota Abe et al. (2025) “Deuterium retention behaviors of boronization films at DIII-D divertor surface”. Nuclear Materials and Energy Volume 42, marzo de 2025, 101855.
