Fisioaren arazo konponezinak
Fisio kontrolatuan ekoitzitakoa izaten da energia nuklearra esaten zaiona. Neutroiekin bonbardatutako nukleo bat tamaina txikiagoko bi nukleotan edo gehiagotan zatitzen da. Jatorrizko nukleoaren masa handiagoa izaten da ondorengo nukleoen masen batura baino, eta masen arteko alde hori, kendura hori, energia bihurtzen da. Gero, energia hori energia termiko bilakatzen da talken bidez. Fisio erreakzioan askatutako neutroiek beste fisio bat sorrarazten badute -masa kritiko bat behar da horretarako-, kate erreakzioa sortzen da, erreaktorearen barnean.
Fisiorako baliagarriak diren elementuen artean, gutxi dira fisio erreakzioan neutroiak askatzen dituztenak eta, ondorioz, kate erreakzioa posible egiten dutenak, eta gutxi horietatik aurki daiteke naturan: uranio-235 isotopoa. Erregai hori erradioaktiboa da, eta fisio ondorengo azpiproduktuak ere erradioaktiboak dira.
Transmutazioa litzateke hondakin horien kopurua neurri handi batean murrizteko bidea: segundoko trilioika partikularen bonbardaketarekin fisio prozesu bati eustea, hondakin erradiaktiboen zati aktiboena errez. Baina horretarako teknologia esku artean izateko, bizpahiru hamarkada itxaron beharko da.
Fusio nuklearraren itxaropena
Eta hondakin erradioaktiborik gabeko fisioa posible balitz? Ezinezkoa da. Posible hau da: erregai erradioaktiborik gabeko fusio nuklearra. Eta horren adibidea hidrogenoa helio bihurtzen duen Eguzkian dugu. Fusio erreakzioan bi nukleo bakarrean batzen dira, eta nukleo berriaren masa jatorrizko nukleoen masen batura baino txikiago denez, aldea, kendura, energia bihurtzen da.
Fusio nuklearraren inguruko lehen ikerketen emaitzek itxaropen handia piztu zuten joan den mendearen erdialdean. Baina urteek aurrera egin ahala, nabarmen epeldu zen itxaropen hura.
Egindako saioetatik fusio nuklearrerako aukera onenak eskaintzen dituena D-T erreakzioa da. Deuterioa (2H) eta tritioa (3H) hidrogenoaren isotopoak dira, bertsio atomikoak. Deuterioa ez da erradioaktiboa, eta nahi adina dago itsasoko uretan. Tritioa erradioaktiboa da, baina erdibizitza -substantzia erradioaktiboaren erdiak desintegratzeko behar duen epea- 12,3 urtekoa du. Uranio 235aren erdibizitza 700 milioi urtekoa da. Lur azalean ugaria den litiotik sor daiteke tritioa. Deuterio-tritio erreakzioaren ondoren geldituko litzatekeen azpiekoizpena ere, helio-4a, ez da erradioaktiboa.
Orduan, zergatik ez sortu energia horrela? Ez delako hain erraza. Elkar aldarazten (uxatzen) duten bi atomoren nukleoak nukleo bakarrean fusionatzeko, ezinbesteko dira izugarrizko tenperaturak eta izugarrizko presioak, izarretakoak bezalakoak. Eta arazoa da: non egin hori kontrolpeko moduan? Non konfinatu fusio posible egingo lukeen plasma hori? Izan ere, zein edukiontzik jasango ditu fusio errakzio automantenduak behar dituen milioika kelvineko tenperaturak? Eta, jakina, hori guztia kontuan hartzeaz gain, prozesuak behar duen baino energia gehiago lortzea da helburua.
Konfinamenduak ikergai
Hamarkadak beharko omen dira fusio nuklear bidezko energia errealitate bihurtzeko. Baina horretan ari dira, milioika dolar eta euroko aurrekontuekin, NIFAEBetan eta ITER Europan.
National Ignition Facility erraldoia iazko maiatzean jarri zen abian, Lawrence Livermore laborategian (Kalifornia, AEB). Aplikazio militarrak ere izango dituen erakunde horrek konfinamendu inertziala deiturikoa esperimentatuko du. Plasma -deuterio eta tritio atomoak elektroi gabe gas ionizatu bihurtuta- beriliozko kapsula txiki-txiki batean lortu nahi dute, eta hori hohlraum izeneko urrezko zilindro zulodun baten barnean legoke -ikus irudia-. Hohlraum hori, 192 laser izpirekin berotu dute jada, eta barnean 3,3 milioi kelvineko tenperatura iritsi dute, modu uniformean, baina barnean ez zegoen erregairik. Urrian saiatuko omen dira hohlraum betearekin.
ITER proiektuak esperimentatuko du fusio nuklearra konfinatzeko beste modu nagusia, eta hartan itxaropen handia dago jarria. Konfinamendu magnetikoan, uhin elektromagnetikoz lortuko litzateke plasma, eta indar magnetikoen bidez gauzatu konfinamendua. Horretarako, tokamak izeneko tresna erraldoia eraikiko dute Frantziako Cadarache herrian. Europako Batasunak eta beste sei herrialdek parte hartzen dute proiektuan, eta 10.000 milioi eurotik gora erabiliko dituzte. Lehen eraikinaren zimenduak aurten jarriko dituzte.
Fernando Plazaola.Fisika aplikatuan katedraduna EHUn
«Mendearen bigarren erdira arte itxaron beharko da, gutxienez»
I. Lasa.Gaur egun bezala, orain 30 urte ere esaten zen fusio nuklearra lortzeko 30 urte falta zirela. Ondo gogoan du hori Fernando Plazaola fisikariak (Legorreta, 1958). Hala ere, aurrerapenak egin direla dio, «baina ez da erraza Lurrean eguzki bat lortzea».
Zenbait albistek atzera piztu dute fusio nuklearraren inguruko itxaropena.
Bide aurreratuena ITER proiektuena da, magnetikoki konfinaturiko plasmaren bidearena. Hor izango dugu benetako fusioko plasma, ignizio baldintzetan. Eta orduan bakarrik jakingo dugu ea posible den bide honetatik fusioa era komertzialean lortzea. 2018rako iragartzen dute lehendabiziko plasma edukitzea, eta gero, gutxienez beste 20 urte beharko dituzte, eta tartean landutako guztia demostratu beharko dute. Horrek esan nahi du, zerbait baliagarria egotekotan, mende honen bigarren erdialdean egongo dela.
Eta konfinamendu inertziala?
Betiko gauza bat da hori ere, baina gehixeago egin dute NIFen. Hemendik hamar urtera hori posible izango dela dio zenbaitek, baina ez da egia. Gainera, gai honen inguruko informazioa beti murritzagoa da, potentzia handiko laserrak defentsako proiektuak direlako -Livermore laborategia bera AEBetako Defentsako laborategi nazionala da-. Mikrogramotako esferei laserrekin talka egitean, talka indarren simetria oso garrantzitsua da inplosioa lortzeko, eta hohlraumarekin arazo hori gainditzea lortu dutela dirudi. Modu uniforme hori, baina, kapsularen barnean erregairik izan gabe lortu dute oraingoz. Gauza da hastapenetan daudela oraindik. Ikusi egin beharko dute posible den erregaiarekin hori egitea, energia irabazirik dagoen, nola egiten den hori modu seguruan... Laser berri bat ere behar dute. Oraingoak bi aldiz egiten du tiro egunean, eta fusiorako segundoko hainbat tiro beharko dira.
Deuterio-tritio erreakzioa nuklear garbia litzateke?
Ez, hori ez da egia. Fusio aneutroniko bati buruz ariko bagina, beste gauza bat litzateke. Baina D-T erreakzioan, batetik, alpha partikula bat sortzen da, helioa, eta, bestetik, neutroiak. Eta neutroiek, hain zuzen, jotzen duten edozer gauza aktiba dezakete. Beraz, fusio erreakzio horretan ez dago hondakin erradioaktiborik, baina oso garrantzitsua da zein material jartzen ditugun inguruan, neutroien aktibazio bidezko transmutazioak ahalik eta gehien eragozteko. ITER-en aztertuko dute hori. Egia da, era berean , material horietan aktiba daitekeen erradiazioaren erdibizitza belaunaldi baten ingurukoa litzatekeela.
Hibridoak ere hor daude.
Bi teknologia oso desberdin nahastu nahi dituzte: fisiokoa eta fusiokoa. Praktikan ez dago ezer; dena teoriak dira, baina egia da proposamena hor dagoela: fusioak neutroi andana sortzen duela baldin badakigu, toki horretan jar dezagun hondakin erradioaktibozko geruza bat. Zein hondakin? Estatubatuarren ustez, hondakin okerrenak transuranikoak dira, erdibizitza luzeenak dituztenak -milaka urtekoak-; hots, fisionatu gabe neutroi bat harrapatu eta transmutazioz elementu pisutsuago bilakatu direnak. Adibidez, uranio-238a ez da fisionagarria neutroi geldoekin. Baina neutroi bat harrapatzen badu, plutonio-239 bihurtzen da. Plutonio-239a oso fisionagarria da, eta horregatik erabili ohi da zentral nuklearretan, lehergailuetan... Fusiotik neutroi andana badaukagu eta transuranikoak jartzen baditugu, transuranikoak fisionarazi ahalko ditugu, eta haien masa asko jaitsiko dugu. Jada ez dira transuraniko izango, eta ez dute hainbesterainoko erdibizitzarik izango. Erre egingo omen dituzte. Energia irabazia bi aldetatik lortuko litzateke, beraz, fusiotik eta geroko fisioetatik, eta hondakinen zati handiena erre egingo litzateke. Baina hori guztia urruti dago. Kostuak izugarriak lirateke, eta teknologiak konbinatzearen zailtasuna gehiegizkoa izatea ere posible da.
