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Laboratorio logra avance rumbo a energía limpia de fusión

Ilustración facilitada por el Centro de Ignición Nacional en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore
Esta ilustración facilitada por el Centro de Ignición Nacional en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore describe una pelotilla objetivo dentro de una cápsula hohlraum mientras rayos láser penetran por unas aberturas en los extremos. Los rayos comprimen y calientan el objetivo hasta las condiciones necesarias para lograr la fusión nuclear.
(Uncredited / Associated Press)

Con 192 láseres y temperaturas que triplican con creces la del centro del Sol, científicos consiguieron un hito histórico —al menos por una fracción de segundo— en el largo trayecto hacia el desarrollo de la energía limpia de fusión.

Los investigadores del Centro Nacional de Ignición en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, en California, lograron producir una reacción de fusión que se sostuvo por un instante, una verdadera hazaña porque la fusión requiere temperaturas y presiones altísimas, y sin ellas se extingue con facilidad.

Aunque todavía se encuentra a años de ser alcanzada, la meta final es generar energía en la forma como el Sol genera calor: comprimiendo los átomos de hidrógeno unos contra otros tan estrechamente que se combinan y se convierten en helio, lo que libera torrentes de energía.

Un equipo de más de 100 científicos publicó en la edición del miércoles de la revista Nature los resultados de cuatro experimentos en los que consiguió lo que se conoce como combustión de plasma.

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Con estos resultados, junto con los resultados preliminares anunciados en agosto pasado de experimentos de seguimiento, los científicos aseguran que están en el umbral de un avance incluso mayor: la ignición. Eso sucede cuando el combustible puede mantenerse en “combustión” por sí mismo y produce más energía de la necesaria para desencadenar la reacción inicial.

“Estamos muy cerca de ese próximo paso”, dijo el principal autor del estudio, Alex Zylstra, un físico experimental en Livermore.

En la fusión nuclear se comprimen dos tipos de hidrógeno que se encuentra en las moléculas del agua. Cuando se fusionan “una pequeña cantidad (miligramos) de combustible produce enormes cantidades de energía y es muy ‘limpia’ porque no genera desechos radiactivos”, explicó Carolyn Kuranz, física experimental del plasma de la Universidad de Michigan, que no participó en la investigación. “Se trata básicamente de energía limpia e ilimitada que puede ser utilizada en cualquier lugar”, agregó.

Pero aún no es momento de apostar por la fusión.

“Científicamente hablando, es un resultado muy emocionante para nosotros”, dijo el coautor del estudio Omar Hurricane, director de ciencias en el programa de fusión de Lawrence Livermore. “Pero estamos muy lejos de la energía útil”.

Tal vez a décadas de distancia, aseguró.

Ya ha tomado varios años dentro de un laboratorio que parece sacado de Star Trek — una de las películas que de hecho utilizó el laboratorio como apoyo visual para la sala de máquinas del Enterprise— y muchos intentos fallidos tan sólo para llegar a este punto. Uno de los ajustes que ayudó: Los investigadores fabricaron la cápsula de combustible un 10% más grande. Ahora es del tamaño de una posta.

Esa cápsula se mete en un pequeño envase de oro al que los investigadores le apuntan con los 192 láseres. La calientan a millones de grados, creando alrededor de 50% más presión en el interior de la cápsula de la que hay en el centro del Sol.

Estos experimentos crearon combustiones de plasma que duraron apenas una trillonésima de segundo, pero suficientes para ser consideradas un éxito, declaró Zylstra.

En general, los cuatro experimentos en el estudio de Nature, realizados en noviembre de 2020 y febrero de 2021, generaron 0,17 megajoules de energía.

Esa cantidad es mucho mayor a la de intentos previos, pero aún menos de la décima parte de la energía utilizada para iniciar el proceso, dijo Zylstra.


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