Uno de los mayores problemas de la fusión nuclear no está en encenderla, sino en conseguir suficiente combustible para mantenerla funcionando de forma estable continuamente.
La mayoría de los reactores propuestos, llamados tokamak, usarían deuterio y tritio, dos formas del hidrógeno que pueden fusionarse y liberar una enorme cantidad energética aprovechable.
El deuterio es estable y relativamente abundante, pero el tritio es radiactivo y casi no existe de manera natural en nuestro planeta actual.
En la atmósfera aparecen cantidades diminutas porque los rayos cósmicos interactúan con sus partículas, aunque esas reservas resultan completamente insuficientes para alimentar futuros reactores comerciales modernos.
Por eso, los científicos buscan fabricar tritio dentro de los propios reactores mediante materiales capaces de producirlo cuando reciben el impacto de neutrones liberados allí mismo.
Ahora, un equipo utilizó supercomputación centrada en tecnologías cuánticas para estudiar distintas formas posibles de un material considerado prometedor para cumplir precisamente esa función energética.
Los resultados, disponibles como prepublicación en arXiv, identificaron nueve configuraciones moleculares de FLiBe, una sal fundida formada por fluoruro de litio y berilio principalmente.
Dentro de un reactor, esta sustancia podría rodear la zona donde ocurre la fusión y funcionar como una capa encargada de generar nuevo tritio continuamente.
La reacción entre deuterio y tritio produce helio, un neutrón libre y mucha energía, pero consume precisamente el combustible escaso que debe reponerse continuamente después.
FLiBe podría resolver parte de ese problema porque contiene litio, un elemento capaz de transformarse en tritio cuando interactúa con neutrones de alta energía liberados.
Los investigadores de varias instituciones estadounidenses recurrieron a métodos que combinan computación tradicional y cuántica para simular el comportamiento interno de esta sal fundida compleja.
Estas simulaciones permitieron analizar su estructura electrónica, el movimiento de sus átomos y la fuerza de los enlaces presentes en cada configuración molecular estudiada detalladamente.
El objetivo no era fabricar tritio inmediatamente, sino comprobar si estas herramientas podían seleccionar las configuraciones más prometedoras antes de realizar experimentos físicos costosos reales.
Eso permitiría descartar opciones poco útiles desde el principio y concentrar tiempo, dinero y materiales en aquellas que muestran mejores resultados dentro de las simulaciones iniciales.
Aun así, los científicos todavía deben comprobar en laboratorios si las nueve configuraciones funcionan realmente bajo temperaturas extremas y radiación intensa dentro de reactores experimentales avanzados.
La fusión suele presentarse como una fuente energética con pocas emisiones directas de carbono y menos residuos radiactivos que la fisión nuclear convencional utilizada actualmente.
Sin embargo, sigue limitada a instalaciones experimentales porque todavía enfrenta problemas relacionados con materiales, estabilidad del plasma, eficiencia energética y disponibilidad de combustible suficiente constante.
En 2022, un laboratorio estadounidense logró producir más energía durante una reacción de fusión que la energía entregada directamente al combustible para iniciarla inicialmente.
También se han conseguido récords manteniendo plasma caliente durante más tiempo, pero esos avances no eliminan el problema básico de conseguir tritio suficiente disponible.
La supercomputación cuántica podría acelerar esa búsqueda, aunque todavía no representa una solución definitiva ni significa que los reactores comerciales estén finalmente cerca de funcionar.