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Los investigadores logran un hito en el camino hacia la energía de fusión nuclear

energía de fusión

Científicos del gobierno de EE. UU. dijeron el miércoles que han dado un paso importante en el largo camino hacia la fusión nuclear, el mismo proceso que alimenta las estrellas, una fuente de energía viable para la humanidad.

Usando el láser más grande del mundo, los investigadores persuadieron al combustible de fusión por primera vez para que se calentara más allá del calor que le inyectaban, logrando un fenómeno llamado plasma ardiente que marcó un gran paso hacia la energía de fusión autosuficiente.

La energía producida fue modesta, aproximadamente el equivalente a nueve baterías de nueve voltios del tipo que alimenta los detectores de humo y otros dispositivos pequeños. Pero los experimentos en una instalación del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California representaron un hito en la búsqueda de décadas para aprovechar la energía de fusión, incluso cuando los investigadores advirtieron que se necesitan años de trabajo adicional.

Los experimentos produjeron el autocalentamiento de la materia en estado de plasma a través de la fusión nuclear, que es la combinación de núcleos atómicos para liberar energía. El plasma es uno de los diversos estados de la materia, junto con el sólido, el líquido y el gas.

La Cámara de destino de la Instalación Nacional de Ignición se ve en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en Livermore, California, EE. UU., en una imagen sin fecha. (REUTERS)

“Si desea hacer una fogata, debe calentar el fuego lo suficiente como para que la madera pueda seguir ardiendo”, dijo Alex Zylstra, físico experimental del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, parte del Departamento de Energía de EE. autor de la investigación publicada en la revista Naturaleza“Esta es una buena analogía para un plasma en llamas, donde la fusión ahora comienza a ser autosuficiente”, dijo Zylstra.

Los científicos dirigieron 192 rayos láser hacia un pequeño objetivo que contenía una cápsula de menos de una décima de pulgada (aproximadamente 2 mm) de diámetro llena de combustible de fusión que consiste en un plasma de deuterio y tritio, dos isótopos o formas de hidrógeno. A temperaturas muy altas, el núcleo del deuterio y el núcleo del tritio se fusionan, emergen un neutrón y una partícula cargada positivamente llamada «partícula alfa», que consta de dos protones y dos neutrones, y se libera energía.

“La fusión requiere que tengamos el combustible increíblemente caliente para que se queme, como un fuego normal, pero para la fusión necesitamos alrededor de cien millones de grados (Fahrenheit). Durante décadas, hemos podido provocar reacciones de fusión en experimentos poniendo mucho calor en el combustible, pero esto no es lo suficientemente bueno para producir energía neta a partir de la fusión”, dijo Zylstra. “Ahora, por primera vez, las reacciones de fusión que ocurren en el combustible proporcionaron la mayor parte del calentamiento, por lo que la fusión está comenzando a dominar el calentamiento que hicimos. Este es un nuevo régimen llamado plasma ardiente”, dijo Zylstra.

A diferencia de la quema de combustibles fósiles o el proceso de fisión de las plantas de energía nuclear existentes, la fusión ofrece la perspectiva de una energía abundante sin contaminación, desechos radiactivos o gases de efecto invernadero. La energía de fisión nuclear proviene de la división de átomos. La energía de fusión proviene de la fusión de átomos, al igual que en el interior de las estrellas, incluido nuestro sol.

Las empresas del sector privado (docenas de empresas e instituciones) también están buscando un futuro de energía de fusión, con algunas compañías petroleras incluso invirtiendo.

«La energía de fusión es el santo grial de la energía limpia e ilimitada», dijo Annie Kritcher del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, diseñadora principal de los experimentos realizados en 2020 y 2021 en el Centro Nacional de Ignición y primera autora de un artículo complementario publicado en la revista. Física de la naturaleza.

En estos experimentos, la fusión produjo unas 10 veces más energía que la utilizada para calentar el combustible, pero menos del 10 por ciento de la cantidad total de energía láser porque el proceso sigue siendo ineficiente, dijo Zylstra. El láser se usó solo durante aproximadamente 10 billonésimas de segundo en cada experimento, y la producción de fusión duró 100 billonésimas de segundo, agregó Kritcher.

Zylstra dijo que está alentado por el progreso. “Hacer que la fusión sea una realidad es un desafío tecnológico enormemente complejo y requerirá una gran inversión e innovación para que sea práctico y económico”, dijo Zylstra. “Veo la fusión como un desafío a escala decenal para que sea una fuente viable de energía”.



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