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14 junio, 2024

Científicos estadounidenses lograron repetir un gran avance en la energía de fusión nuclear

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Investigadores del Laboratorio Nacional de Lawrence Livermore en California obtuvieron un aumento neto de energía por segunda vez.

Un grupo de científicos de Estados Unidos lograron por segunda vez un hito importantísimo: una ganancia neta de energía en una reacción de fusión nuclear. Este resultado alimenta el sueño de un futuro cercano con energía ilimitada y sin emisiones de carbono

Los investigadores del Laboratorio Nacional de Lawrence Livermore en California reportaron el pasado 30 de julio un avance clave en su investigación experimental, tras obtener un aumento neto de energía en una reacción de fusión que produce más energía de la que se consume en el proceso, según publicó el Financial Times. 

Previamente en diciembre de 2022 habían registrado un avance, cuando la investigación experimental les permitió obtener una primera «ignición». No obstante, la reciente repetición de este experimento les brindó una producción mayor de energía que la primera.

El laboratorio, desde el proyecto de investigación sobre fusión NIF  (en inglés National Ignition Facility) confirmó que se había vuelto a ganar energía en su instalación láser y añadió: «Como es nuestra práctica habitual, planeamos informar de esos resultados en próximas conferencias científicas y en publicaciones revisadas por pares».

Una de las cámaras del laboratorio en California donde se logró la ignición controlada por fusión nuclear. Foto AFP.

Una de las cámaras del laboratorio en California donde se logró la ignición controlada por fusión nuclear. Foto AFP.
Pero, ¿cómo se consigue la fusión? Es un proceso que consiste en calentar dos isótopos de hidrógeno -generalmente deuterio y tritio- a temperaturas tan extremas que los núcleos atómicos se fusionan, liberando helio y grandes cantidades de energía en forma de neutrones.

Aunque muchos científicos creen que las centrales de fusión aún están a décadas de distancia, el potencial de esta tecnología es difícil de ignorar. Las reacciones de fusión no emiten carbono, no producen residuos radiactivos de larga duración y, en teoría, una pequeña taza de combustible de hidrógeno podría alimentar una casa durante cientos de años.

El potencial de la energía de fusión

El método más estudiado, conocido como fusión por confinamiento magnético, utiliza enormes imanes para mantener el combustible en su sitio mientras se calienta a temperaturas superiores a las del sol.

fision-fusion Por su parte, el NIF utiliza un proceso diferente, llamado fusión por confinamiento inercial, en el que dispara el láser más grande del mundo a una diminuta cápsula del combustible desencadenando una implosión.

La Secretaria de Energía estadounidense, Jennifer Granholm, describió en diciembre de 2022 el logro de la ignición como «una de las hazañas científicas más impresionantes del siglo XXI». En aquel experimento, la reacción produjo unos 3,15 megajulios (medida utilizada en física para hablar de energía): es decir, cerca del 150% de los 2,05MJ de los láseres.

Dos de las personas con conocimiento de los resultados preliminares aseguraron que «los datos iniciales del experimento de julio indicaban una producción de energía superior a 3,5MJ». Esa energía bastaría aproximadamente para alimentar una plancha doméstica durante una hora.

El sistema utiliza 192 rayos láser que convergen en el centro de esta esfera gigante para hacer implosionar una pequeña bolita de combustible de hidrógeno. Foto AP

El sistema utiliza 192 rayos láser que convergen en el centro de esta esfera gigante para hacer implosionar una pequeña bolita de combustible de hidrógeno. Foto AP
Lograr un aumento neto de energía se ha considerado durante décadas un paso crucial para demostrar que las centrales de fusión comerciales son posibles. Sin embargo, aún quedan varios obstáculos por superar.

En este contexto experimental, la ganancia de energía sólo compara la energía generada con la proveniente de los láseres, no con la cantidad total de energía extraída de la red para alimentar el sistema, que es mucho mayor. Los científicos calculan que la fusión comercial requerirá reacciones que generen entre 30 y 100 veces la energía de los láseres.

Un elevador del sistema de servicio que permite a los técnicos acceder al interior de la cámara objetivo para su inspección y mantenimiento en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. Foto AFP

Un elevador del sistema de servicio que permite a los técnicos acceder al interior de la cámara objetivo para su inspección y mantenimiento en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. Foto AFP
Además, el proyecto NIF realiza como máximo un disparo al día, mientras que una central de confinamiento interno probablemente necesitaría completar varios disparos por segundo. 

«Sin embargo, la mejora de los resultados en el NIF, que se produce sólo ocho meses después del avance inicial, es una señal más de que el ritmo de avance es cada vez mayor«, afirmó una de las personas con conocimiento de los resultados.

MG

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