Spiderman

Héctor Castañeda / Annia Domènech / 06-10-2004

Este verano se ha estrenado en España una nueva película basada en el famoso cómic de Spiderman. Dirigida por Sam Raimi, Spiderman 2 está protagonizada por Tobey Maguire, Kirsten Dunst y Alfred Molina.

Su argumento gira en torno a las tribulaciones de Peter Parker en su doble vida como superhéroe y hombre común. Sin embargo, el motor de la historia tiene una base astrofísica, nada más y nada menos que el mecanismo que permite “funcionar” a las estrellas.

En la película, el Dr. Otto Octavius (Alfred Molina) es un físico nuclear que persigue el sueño de lograr una fusión controlada. Con el apoyo financiero de la empresa Oscorp, se dispone a alcanzar su objetivo. Para demostrar su éxito públicamente, reúne en una habitación a un grupo de gente expectante.

Allí mismo, bombardea con un haz de láser una pequeña cantidad de tritio hasta crear un Sol de reducidas dimensiones. Como afirma el Dr. Octavius: “el poder del Sol... en la palma de mi mano”. Si la reacción fuera real, la radiación producida sería suficiente para matar a todos sus espectadores, a no ser que estuvieran protegidos por paredes de plomo. El Dr. lleva a cabo una reacción de fusión controlada y sostenible, es decir, que libera más energía de la que requiere para que tenga lugar. Dicho de otro modo: el Grial de los físicos experimentales desde hace más de medio siglo.

La fuente energética del Sol y las demás estrellas es la reacción de fusión de los átomos de hidrógeno en helio, con la correspondiente conversión de materia en energía. En el núcleo solar, cuatro átomos de hidrógeno forman un átomo de helio como resultado de la combinación de protones con deuterio y helio-3 en varias reacciones. Dado que la masa del helio es menor que la de la suma de los hidrógenos, eso significa que, por la equivalente entre la masa y la energía, en el núcleo de la estrella se libera energía neta.

La fusión no es posible en condiciones normales, puesto que los núcleos cargados positivamente se repelen. Sin embargo, si hay suficiente energía, los átomos pueden colisionar de tal modo que lleguen a interactuar entre ellos. Es lo que ocurre en el centro de las estrellas por las particulares condiciones de alta presión y temperatura existentes. En Spiderman 2 se menciona que la fuente de la reacción de fusión es el tritio, una idea correcta que no implica, en absoluto, que el proceso sea tan sencillo como se afirma en el cine.

El tritio, que puede efectivamente ser usado como fuente para la energía de fusión, es un isótopo radioactivo del hidrógeno y, por tanto, un gas invisible. Debido a esto, las esferas llenas de combustible deberían verse vacías, y no coloreadas “cinematográficamente” como un metal transparente. Además, en la película se afirma que sólo existen unos pocos kilogramos de tritio en la Tierra, pero la realidad es mucho peor. El tritio no se encuentra en la naturaleza, puesto que es un elemento radiactivo con una vida media muy corta, de doce años.

La más prometedora de las reacciones de fusión con hidrógeno que hacen el ciclo de deuterio es la del deuterio-tritio. Dicha reacción produce 17.6 Mev (Mega electrón-voltio) de energía, pero requiere 40 millones de grados de temperatura para poder atravesar la barrera de Coulomb, que se define como la cantidad de energía necesaria para vencer la repulsión eléctrica. El deuterio no supone un problema porque es abundante. En el agua de mar, una parte en 5.000 es deuterio (30 gramos por m³). En total, hay 10.000.000.000.000.000 toneladas de este elemento químico en la Tierra. Todo lo contrario ocurre con el tritio que, como ya se ha mencionado, no existe de forma natural, por lo que es necesario producirlo, por ejemplo bombardeando litio-6 con neutrones en un reactor nuclear. De litio hay 30 partes por millón en la corteza terrestre.

Una vez que se ha decidido el tipo de combustible, hay que elegir un método para producir la reacción de fusión. Lo más problemático es crear un dispositivo capaz de contener el D-T (deuterio-tritio) a una temperatura suficiente y, asimismo, de lograr que se libere más energía de la que se debe suministrar para mantener la reacción. El Dr. Octavius opera la fusión mediante un dispositivo híbrido entre los sistemas magnéticos y de láser.

Actualmente, los dos métodos experimentales más estudiados por los físicos son la confinación magnética, que utiliza campos magnéticos para atrapar el plasma, y la fusión por confinamiento inercial. Éste último comprime con láser o haces de partículas una esfera de hidrógeno. El blanco es una esfera de D-T de hielo de pocos milímetros de diámetro. Durante el proceso, la parte exterior se vaporiza para desencadenar una implosión: el centro alcanza por fusión una temperatura de 100 millones de grados.

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El autor

Héctor Castañeda es Doctor en Astrofísica. Actualmente trabaja en el proyecto del instrumento OSIRIS para el Gran Telescopio Canarias.

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Annia Domènech es Licenciada en Biología y Periodismo. Periodista científico responsable de la publicación caosyciencia.

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