Los experimentos de fusión rompen récords energéticos anteriores

La conversación sobre la fusión nuclear está cambiando. Durante años, la idea de una fusión nuclear comercial ha sido, en el mejor de los casos, una quimera y, en el peor, ciencia ficción. Pero ahora, una serie de avances científicos cada vez más prometedores, una afluencia de financiación pública y privada y un creciente apoyo gubernamental han cambiado drásticamente las perspectivas de la fusión nuclear comercial. De repente, hablamos de tecnología en términos de “cuándo” y no de “si”. 

El  dramático cambio  ha tenido lugar tan sólo en los últimos tres años, cuando la ciencia detrás de la fusión nuclear ha pasado repentinamente de un lento goteo de mini-avances a repentinos saltos cuánticos en avances experimentales. De repente, los laboratorios de todo el mundo comenzaron a alcanzar puntos de referencia que siempre habían estado fuera de su alcance. Todos estos avances casi simultáneos (en la larga línea temporal de la investigación sobre la fusión nuclear) han sido críticos, pero tres, en particular, han cambiado las reglas del juego. Primero, en 2021, el Tokamak superconductor experimental avanzado (EAST) en Hefei, China, rompió  récords anteriores. para una reacción de fusión sostenida en estado estacionario, logrando la fusión durante 1.056 segundos antes impensables (casi 20 minutos). Ese mismo año, el Joint European Torus (JET) de Oxfordshire  batió su récord de fusión de 1997 con una ganancia de más del doble  cuando produjo 59 megajulios de energía en un solo experimento de fusión. 

 

Pero el experimento que realmente marcó un punto de inflexión fue el increíble logro de la ignición en la Instalación Nacional de Ignición (NIF) del  Laboratorio Nacional Lawrence Livermore  en diciembre de 2022. Estos científicos lograron finalmente superar lo que sigue siendo la barrera más importante de la fusión nuclear:  crear energía positiva neta . El  ahora legendario experimento  emitió un rayo láser de 2,05 megajulios de luz sobre una pequeña pastilla de combustible de fusión del tamaño de un grano de pimienta, provocando una explosión que liberó 3,15 MJ de energía, aproximadamente la cantidad de energía liberada al hacer explotar tres cartuchos de dinamita. 

 

Y ahora, lo más importante, han replicado el experimento. De hecho, en julio, el equipo del NIF no sólo logró una vez más alcanzar el santo grial de la ignición, sino que también pudo aumentar significativamente la producción de energía lograda. Originalmente, los científicos esperaban más o menos la misma cantidad de producción de energía que en su experimento de diciembre de 2022, pero en cambio produjeron la friolera de 3,88 megajulios, una ganancia de casi el doble en comparación con la energía que irradiaron al experimento. “Los resultados de Livermore generan esperanzas de que algún día la fusión pueda usarse para generar abundantes cantidades de electricidad sin producir gases de efecto invernadero o desechos radiactivos de larga duración”, informó recientemente el New York Times  sobre  el segundo avance. 

 

Si bien la réplica del incendio de diciembre es un paso adelante crucial, se produce entre una serie de intentos fallidos de hacer lo mismo. Los científicos del NIF todavía están tratando de aprender el delicado equilibrio de cómo hacer que el experimento sea replicable de manera confiable cada vez que intenten la ignición, ahora que tienen la fórmula para lograrlo. "Fue un poco sorprendente que no lográramos la ignición en todos ellos", dijo al New York Times Richard Town, director asociado del programa de fusión láser en Livermore. Algunas de las variables que obstaculizan la coherencia incluyen imperfecciones en la tecnología láser y ligeras variaciones en las cápsulas de combustible.

 

De hecho, aunque la fusión nuclear comercial está más cerca que nunca, ciertamente aún no ha llegado. Si bien los experimentos del NIF han sido innovadores, existen algunas advertencias importantes sobre la magnitud de su éxito. Cuando se tiene en cuenta la energía utilizada para alimentar los propios láseres, y no sólo la energía realmente transmitida al combustible nuclear, el experimento supone una pérdida neta de energía por un amplio margen. “Además, el NIF es un proyecto enormemente costoso que se lleva a cabo en un laboratorio nacional financiado para investigar armas nucleares, que no son las mismas condiciones en las que se llevaría a cabo una búsqueda comercial”, informó Oilprice el año  pasado . De hecho, Wired informó el año pasado que, con toda probabilidad, “ todavía faltan décadas para que se produzca el verdadero avance en la energía de fusión ”.

Pero mientras tanto, NIF seguirá avanzando hacia esa meta al seguir refinando, actualizando y optimizando sus experimentos. De hecho, está a punto de comenzar una nueva serie de experimentos en la instalación con láseres más potentes, mejorados de 2,05 megajulios a 2,2, lo que aumenta las posibilidades de una producción de energía más consistente y potente. 

 

Por Haley Zaremba para Oilprice.com