Aunque los científicos han logrado enormes avances para convertir la fusión en una fuente de energía viable, el éxito parece estar siempre a una década de distancia.
En consonancia con la determinación declarada de la administración Trump de "liberar la energía estadounidense", el Departamento de Energía publicó el 16 de octubre una hoja de ruta para la fusión.
El objetivo es "acelerar el camino hacia la energía de fusión comercial", declaró Darío Gil, subsecretario de Ciencia del Departamento de Energía.
Una empresa que persigue esa visión es SHINE Technologies, con sede en Janesville, Wisconsin.
"Hoy en día, el enfoque de nuestra empresa se centra en la fusión comercializada", declaró Greg Piefer, director ejecutivo de SHINE, a The Epoch Times. Y si bien el objetivo final de SHINE es convertir la fusión en una fuente de energía viable, "mientras tanto, estamos utilizando formas de fusión, sistemas de confinamiento más simples, que pueden satisfacer las necesidades reales del mercado actual", añadió.
La energía de fusión alcanzó un hito importante para convertirse en una fuente de energía viable en 2022. Fue entonces cuando los investigadores de la Instalación Nacional de Ignición del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore lograron generar más energía a partir de reacciones que la aportada por el combustible que la produjo.
Sin embargo, Piefer, doctor en ingeniería nuclear por la Universidad de Wisconsin, afirma que, si bien la ciencia avanza a un ritmo acelerado, la economía representa un desafío abrumador.
"Existe mucho entusiasmo por alcanzar el punto de equilibrio científico", afirmó Piefer. Sin embargo, el costo total de producir un kilovatio hora de calor mediante fusión ronda actualmente los 10 millones de dólares, con un valor de mercado de alrededor de cinco centavos, lo que deja un enorme vacío por cubrir antes de que la energía de fusión pueda competir con otras fuentes de energía, añadió.
Encontrando mercados para los neutrones
Entonces, ¿Cómo sobrevive una empresa hasta que la tecnología se ponga al día?"Cuando lo analizamos, nos preguntamos: ‘¿Dónde hay industrias donde se haya visto ese tipo de mejora en el perfil de costos?’", dijo Piefer. "Y la más obvia que nos impactó fue la de los semiconductores".
A medida que se desarrolló, la industria de los semiconductores siguió la ley de Moore, una predicción del fundador de Intel, Gordon Moore, que afirmaba que la innovación reduciría el costo de fabricación de chips de computadora a la mitad cada año.
"Pero la ley de Moore no se financió con un proyecto ambicioso. Se impulsó con productos y con la mejora continua de las cosas, siempre apuntando a los clientes que pagarían más por esos productos", dijo Piefer.
Su equipo analizó industrias similares como las de baterías, paneles solares y autos eléctricos y se preguntó: "¿Hay alguna manera de lograr eso con la fusión, de poder aportar valor a la gente hoy, cobrar mucho más por reacción y usarlo para practicar y reducir el costo?", dijo.
Greg Piefer, director ejecutivo de SHINE Technologies. (Cortesía de SHINE Technologies).Siguiendo este camino, SHINE, fundada en 2010, descubrió que la solución era "centrarse en el cliente en lugar de en el resultado final", afirmó Piefer. Mientras que la búsqueda de electricidad de fusión competitiva en costos se centra en la generación de calor, SHINE se centró en otro subproducto de las reacciones de fusión: los neutrones.
"En lugar de capturar el calor, se capturan los neutrones y se utilizan", explicó Piefer. "Hay clientes que están dispuestos a pagar hasta 200,000 dólares por ese kilovatio-hora en lugar de cinco centavos".
El primer paso de SHINE hacia la energía de fusión fue crear un negocio de radiografía de neutrones. Esto le permitió operar con un proceso de confinamiento más sencillo para las reacciones de fusión.
En lugar de desarrollar reactores de energía de fusión a gran escala —que emplean imanes superconductores y estructuras de "manto" altamente complejas para contener y sostener las reacciones—, SHINE utiliza haces de partículas para generar la fusión en plasma de tritio a baja temperatura.
"No necesitamos sistemas superconductores con mantos reproductores ni materiales descomunales que aún no existen", afirmó Piefer. "Podemos centrarnos únicamente en maximizar los neutrones, maximizar el tiempo de funcionamiento y maximizar las necesidades del cliente".
Generador de neutrones de SHINE. (Foto de SHINE Technologies).Estos neutrones tienen una gran demanda para usos como la prueba de equipos aeronáuticos, militares y aeroespaciales. Por ejemplo, se pueden obtener imágenes del interior de los motores a reacción modernos mediante neutrones.
Mientras que los rayos X penetran materiales ligeros como la piel y los músculos, pero son absorbidos por materiales pesados, lo que produce imágenes internas de las estructuras óseas, los neutrones funcionan al revés. Atraviesan materiales pesados como los metales y producen imágenes de los espacios interiores.
SHINE desarrolló un negocio de pruebas de neutrones que revela defectos y bloqueos que pueden causar fallos catastróficos en equipos mecánicos.
"Resulta que producir neutrones es mucho más difícil que producir rayos X; históricamente se han requerido reactores nucleares para lograrlo hasta que llegamos nosotros", explicó Piefer.
Hoy en día, es más barato producir neutrones por fusión que por fisión, añadió Piefer. Y la búsqueda de estos mercados tiene una ventaja añadida: SHINE aprendió por experiencia cómo reducir progresivamente el costo de la producción de fusión en cada etapa del proceso. Esto le permitió a la empresa obtener beneficios operativos y expandirse a nuevos mercados.
"Si analizamos el costo de producción de un neutrón cuando iniciamos el negocio de pruebas, ahora lo hemos reducido aproximadamente mil veces, y eso es lo que nos ha permitido acceder al mercado de radioisótopos", afirmó Piefer.
Fusión para el tratamiento del cáncer
Los radioisótopos médicos se convirtieron en el siguiente mercado para SHINE. Estos isótopos se venden a compañías farmacéuticas o centros de terapia oncológica para detectar y tratar la enfermedad."Podemos usar neutrones de fusión para convertir el uranio, cuyo valor es de 6 dólares por gramo, en un producto médico llamado molibdeno 99, cuyo valor es de aproximadamente 150 millones de dólares por gramo, y podemos producir lutecio 177, que se utiliza para combatir el cáncer", afirmó Piefer. "Así que estas son cosas increíblemente valiosas que podemos hacer a pequeña escala y tener un negocio en crecimiento, a la vez que practicamos la construcción de sistemas de fusión más rentables".
SHINE desarrolló inicialmente este negocio apoyándose en compañías como GE, que fabrica reactores de fisión nuclear. Pero están en proceso de internalizar ese segmento de la cadena de suministro, construyendo lo que, según Piefer, será la mayor planta de producción de isótopos médicos del mundo, utilizando tecnología de fusión.
SHINE, una empresa privada, ha recaudado más de 200 millones de dólares en financiación de deuda para financiar sus gastos de capital, en colaboración con gestoras de fondos como Koch Disruptive Technologies, Fidelity Management & Research Company, Oaktree Capital Management y Baillie Gifford, una firma de inversión británica.
La empresa afirma en su sitio web que su sistema de producción de radioisótopos fue diseñado para alinearse con las cadenas de suministro médicas y "producir productos de alta calidad, alta pureza y alta actividad específica, listos de inmediato para su entrega a centros médicos para procedimientos de medicina nuclear". Esta evolución, según Piefer, se basa en la estrategia de Tesla de confiar inicialmente en Panasonic para la producción de baterías de sus automóviles hasta que el fabricante de vehículos eléctricos pudo construir sus propias gigafábricas para integrar verticalmente el negocio, aumentar el volumen de producción y reducir costos.
La tercera iniciativa de SHINE está desarrollando la fusión para reciclar residuos nucleares. La compañía planea iniciar un programa piloto alrededor de 2030 y expandirse a la producción a gran escala para mediados de la década de 2030.
Con la mira puesta en el premio
Cada iniciativa posterior ha requerido generar reacciones de fusión a temperaturas cada vez más altas, lo que requiere una tecnología cada vez más sofisticada para producir y contener las reacciones."A medida que avanzamos en estas fases y mejoramos la construcción de sistemas de fusión, también incorporamos sistemas de confinamiento cada vez más complejos", afirmó Piefer, lo que acerca a la empresa aún más al objetivo inicial de SHINE: producir energía en masa, asequible y abundante.
"Siempre que analizo nuestros mercados objetivo ya identificados y los nuevos mercados que consideraríamos, no entraremos en ellos a menos que estén desarrollando nuestras capacidades para convertirnos en constructores y operadores de energía de fusión", afirmó Piefer.
Y aunque el camino se ha diversificado en múltiples direcciones, afirmó que cree que SHINE sigue en la vía rápida para producir energía de fusión económicamente viable.
"Puede que haya otros que puedan alcanzar el punto de equilibrio energético antes que nosotros, pero creo que no podrán lograr el perfil de costos que desean sin construir muchísimas máquinas, y esa es una manera difícil de escalar un negocio", concluyó.
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