“Con un gramo de energía nuclear, podemos conseguir la energía de 8 toneladas de carbón”

Si hablamos de los mayores proyectos científicos de la historia, rápidamente pensamos en el telescopio espacial Hubble, el James Webb, el CERN, pero hay uno que en breve superará a todos ellos. Se trata del ITER, siglas de Reactor Termonuclear Experimental Internacional, una colaboración científica internacional centrada en demostrar la viabilidad de la energía de fusión.

El ITER será un reactor de fusión experimental a gran escala que se está construyendo en el sur de Francia con el objetivo de demostrar que las reacciones de fusión pueden producir más energía de la necesaria para iniciarlas. De hecho, el ITER no está diseñado para generar electricidad, sino para avanzar en la ciencia de la fusión y probar tecnologías para futuras centrales eléctricas de fusión.

Básicamente, busca aprovechar la misma fuente de energía que alimenta el Sol y las estrellas mediante la fusión nuclear, donde los núcleos atómicos ligeros se fusionan para formar núcleos más pesados, liberando enormes cantidades de energía.

“La idea es fusionar dos átomos ligeros del elemento más fundamental y en cantidad que hay en el universo, que es el hidrógeno, o isótopos del hidrógeno, como es el deuterio y el tritio – nos explica Carlos Hidalgo, director del Laboratorio Nacional de Fusión del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), implicado en el ITER - . Y para vencer las fuerzas electrostáticas de repulsión de los átomos del hidrógeno, que solamente tiene un protón, tenemos que aplicar la energía. ¿Cómo la aplicamos? Con temperatura”.

Aquí es donde comienza lo que hace siglos se llamaba magia y hoy se conoce como ciencia (una frase de Arthur C. Clarke). Mientras en la superficie, el Sol tiene una temperatura de unos 5.500 º C, en su núcleo la realidad es muy distinta. Y extrema.

“En el Sol se pueden alcanzar los 10 millones de grados centígrados - confirma Hidalgo – y, a esa temperatura, se consigue fusionar el hidrógeno y que se transmute a un átomo más pesado, que tiene ya dos elementos y dos protones, más un neutrón rápido que se escapa. Un neutrón cercano a la velocidad de la luz y que, por la ecuación de Einstein, la famosa ecuación energía igual a masa por velocidad de la luz al cuadrado, transmite esa energía. Para que nos hagamos una idea, un gramo de deuterio tritio contiene tanta energía, como 8 toneladas de carbón”.

Otro ejemplo sería el de la central de Ponferrada en el Bierzo, señala Hildalgo. Esta tenía 1,3 gigavatios de potencia anual y para ello consumía unos 3 millones de toneladas de carbón al año. En el ITER quieren hacer lo mismo, solo que con 375 kilos de deuterio tritio.

Hay que tener en cuenta que, pese a los mitos alrededor de Fukushima o Chernóbil, la radiación de fusión es limpia, no produce CO2, solamente energía, no hay transmisión al medio ambiente. Pero eso no significa que todo sea fácil. En primera instancia está la temperatura: alcanzar 10 millones de grados centígrados implica afrontar varios desafíos.

Para ello, el equipo de Hidalgo cuenta con una ayuda extra, un especialista llamado Watsonx, la IA de IBM, responsable de evaluar todos los datos que se obtienen en los experimentos. Actualmente, y hasta que termine la construcción de ITER, la mayoría de los vinculados sobre fusión, se llevan a cabo en el TJ-II.

El TJ-II es un dispositivo experimental tipo stellarator (una suerte de “cárcel solar” que se utiliza para confinar el plasma caliente y mantener las reacciones de fusión nuclear controladas), ubicado en el Laboratorio Nacional de Fusión del CIEMAT en Madrid.

“Hildalgo comentaba que dentro del TJ-II se consiguen 10 millones de grados centígrados. ¿Qué significa eso? Significa que no podemos abrir una ventana dentro del dispositivo, tocar el plasma y decir, ah, pues sí: está caliente. – nos explica el Technical Leader de IBM en España, Portugal, Grecia e Israel, Manuel Villalba -.

Todos estos datos son señales, todos son diagnósticos, todos son láseres que cruzan, son muchísimos datos. Y lo que hacen los científicos es ir haciendo esos experimentos para conseguir la fusión o conseguir lo que se busque en los experimentos de una manera óptima. La inteligencia artificial está ayudando a mapear todos esos datos, a relacionar, a buscar, incluso a encontrar relaciones que puede que un científico no haya encontrado con su racionamiento, porque la inteligencia artificial al final no es más que datos y relación entre esos datos. Entonces, el hecho de que un experimento, salga bien y poder buscar experimentos relacionados y buscar patrones relacionados para conseguir la fusión de manera óptima, ayuda mucho a ver aquello que no se ve a simple vista”.

En este sentido, el ITER genera unos 18 TB de información comprimida de señales e imágenes. Y el reto ahora es utilizar la IA generativa de IBM para conectar toda esa información y prepararse para lo que vendrá: una vez que funcione el ITER se generarán más de 100 petabytes al año. Para darnos una idea, un petabyte podría almacenar más de 200 millones de fotos de 5 MB, o aproximadamente 13,3 años de contenido de video HD.

¿Cómo se genera tanta información? Villalba lo explica de un modo sencillo: “Uno de los puntos más calientes y no es el más caliente de la Tierra, es el interior de los dispositivos de fusión, por ejemplo, el TJ-II y demás. Al mismo tiempo, los sitios más fríos de todo el universo son donde están los chips de la computación cuántica y en ambos dos se generan fenómenos cuánticos”.

“ITER ya se está construyendo, al sur de Francia y es el mayor reto tecnológico y científico más, yo creo, que el CERN en Ginebra, porque el ITER empezó con 5.000 millones de dólares, creo recordar, y ya vamos, creo que, por 30.000 millones de dólares” añade Hildalgo.

¿El futuro? A medida que se genere más información, tanto en TJ-II como en el futuro ITER y se demuestren sus capacidades, será necesario elevar el nivel de la IA generativa para poder abarcar la enorme cantidad de datos que se generarán y hacerla disponible a científicos de todo el mundo. Porque, en esencia, la inteligencia artificial y la fusión nuclear comparten mucho más que el mundo cuántico: forman parte de un futuro con el potencial de transformar nuestra civilización.