El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de EE.UU. ha anunciado este martes que el pasado 5 de diciembre realizó con éxito el primer experimento de fusión controlada para conseguir la ignición por fusión. Como resultado, los científicos lograron generar más energía que la que se gastó en el láser.
On Dec. 5, 2022, a team at LLNL’s @lasers_llnl conducted the first controlled fusion experiment in history to achieve fusion ignition. Also known as scientific energy breakeven, the experiment produced more energy from fusion than the laser energy used to drive it. pic.twitter.com/t9htICEcuh
— Lawrence Livermore National Laboratory (@Livermore_Lab) December 13, 2022
La secretaria de Energía de EE.UU., Jennifer M. Granholm, y la subsecretaria de Seguridad Nuclear y Administradora de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear (NNSA, por sus siglas en inglés), Jill Hruby, realizaron el anuncio este martes.
«Este avance cambiará el futuro de la energía limpia y la defensa nacional de Estados Unidos para siempre», ha anunciado el Departamento de Energía en su cuenta de Twitter.
Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California confirmaron que el experimento superó el umbral de fusión al entregar 2,05 megajulios de energía al objetivo, lo que resultó en 3,15 MJ de salida de energía de fusión, demostrando por primera vez la base científica fundamental para la energía de fusión inercial.
Los impulsores de la fusión esperan que algún día pueda producir energía casi ilimitada y libre de carbono, reemplazando a los combustibles fósiles y otras fuentes de energía tradicionales. «Deberíamos impulsar la disponibilidad de sistemas de energía de fusión para hacer frente al cambio climático y la seguridad energética», indicó el profesor Dennis Whyte, director del Centro de Ciencia del Plasma y Fusión del Instituto Tecnológico de Massachusetts y líder en la investigación. «Esto es casi como un disparo de salida», comentó sobre el experimento.
Energía de fusión nuclear
Según la Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA, por sus siglas en inglés), la fusión nuclear combina dos o más núcleos de átomos ligeros en uno más pesado, liberando una gran cantidad de energía en el proceso en forma de calor. Ese calor es la clave para producir energía eléctrica. Los científicos han tratado de aprovechar esta reacción durante décadas, pero hasta ahora no han podido hacerlo de una manera que genere más energía de la que se gasta.
Las reacciones de fusión nuclear se producen en un estado de la materia denominado plasma. Este sería un material supercaliente dotado de partículas con carga eléctrica, compuesto por iones positivos (núcleos atómicos) y por electrones que se desplazan libremente. El plasma tiene propiedades únicas que lo distinguen de los sólidos, los líquidos y los gases.
En el Sol, los núcleos del plasma necesitan colisionar unos contra otros a temperaturas altísimas, de más de 10 millones de grados Celsius, para vencer su repulsión eléctrica mutua. Una vez que los núcleos vencen esa repulsión y se encuentran a muy escasa distancia unos de otros, la fuerza nuclear atractiva entre ellos será mayor que la repulsión eléctrica y podrán fusionarse. La presión extrema producida por su inmensa gravedad del Sol, confina a los núcleos en un espacio pequeño, donde se incrementan las posibilidades de colisión y se generan las condiciones propicias para que se produzca la fusión.
Los proyectos de fusión utilizan principalmente como combustible los elementos deuterio y en menor medida tritio, ambos isótopos de hidrógeno. El deuterio es abundante en el agua de mar y aunque el tritio es más raro y más difícil de obtener, se puede fabricar sintéticamente a partir del litio.
En la Tierra, al no disponer de las condiciones del Sol, se necesitan temperaturas superiores a los 100 millones de grados Celsius y una intensa presión para conseguir que el deuterio y el tritio se fusionen. También se requiere un confinamiento suficiente para retener el plasma y mantener una reacción de fusión durante un lapso lo suficientemente prolongado como para obtener una ganancia de potencia neta, que se refiere a la relación entre la energía de fusión producida y la energía utilizada para calentar el plasma.