Por primera vez, los científicos lograron producir más energía en un experimento de fusión nuclear que la energía láser utilizada para alimentarlo.
La fusión nuclear se produce cuando fuerzas inmensas comprimen y calientan el plasma de hidrógeno, fusionándolo en helio y liberando enormes cantidades de energía.
El proceso no libera emisiones atmosféricas nocivas y solo produce una pequeña cantidad de residuos radiactivos de vida corta.
Pero podrían pasar décadas antes de que la fusión nuclear pueda utilizarse a escala comercial, según afirman los científicos.
Aquí explican la tecnología en desarrollo y el trabajo de las Instalaciones Nacionales de Ignición para transformar la forma en que generamos y utilizamos la energía.
La ciencia de la fusión nuclear
Científicos estadounidenses de las Instalaciones Nacionales de Ignición, parte del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), anunciaron un gran avance en la fusión nuclear esta semana.
Por primera vez, los científicos lograron producir más energía en un experimento de fusión nuclear que la energía láser utilizada para alimentarlo.
En la infografía anterior, describimos la fusión nuclear e ilustramos cómo este descubrimiento podría allanar el camino hacia una nueva forma de energía limpia y sostenible.
¿Qué es la fusión nuclear?
La fusión nuclear alimenta al Sol y a las estrellas, donde fuerzas inmensas comprimen y calientan el plasma de hidrógeno hasta unos 100 millones de grados Celsius. A esta temperatura, las partículas más ligeras se fusionan en helio, liberando enormes cantidades de energía.
La fusión nuclear es una fuente de energía bastante limpia, ya que no produce emisiones atmosféricas nocivas y solo genera una pequeña cantidad de residuos radiactivos de vida corta.
Los científicos llevan casi 70 años intentando replicarla en la Tierra, utilizando isótopos del hidrógeno (deuterio y tritio) para alimentar las plantas de fusión.
Dado que el deuterio se encuentra en el agua de mar y el tritio se obtiene irradiando litio (un elemento común utilizado en las baterías), la accesibilidad de estos isótopos significa que la fusión podría convertirse en una fuente importante de energía en el futuro.
La cantidad de deuterio presente en un litro de agua, por ejemplo, podría producir tanta energía de fusión como la combustión de 300 litros de petróleo.
Sin embargo, el verdadero desafío consiste en garantizar que las centrales de fusión generen más energía de la que consumen.
El desafío de la ignición por fusión
La ignición por fusión es el término que se utiliza para una reacción de fusión que se vuelve autosostenible, en la que la reacción genera más energía de la que consume. Hasta ahora, los científicos solo habían logrado alcanzar el punto de equilibrio.
Las Instalaciones Nacionales de Ignición utilizaron una configuración especial denominada fusión por confinamiento inercial que consiste en bombardear un pequeño gránulo de plasma de hidrógeno con láseres para lograr la ignición por fusión.
El experimento del LLNL superó el umbral de fusión al suministrar 2,05 megajulios (MJ) de energía al objetivo, lo que dio lugar a una producción de 3,15 MJ de energía de fusión, según el Departamento de Energía de los Estados Unidos.
¿Puede comercializarse pronto la energía de fusión nuclear?
En los últimos años, la tecnología de fusión ha captado la atención de gobiernos y de empresas privadas como Chevron y Google. Bloomberg Intelligence calcula que el mercado de la fusión acabará valiendo 40 billones de dólares.
Además de la generación de energía, se prevé que la fusión se utilice en otros mercados, como la propulsión espacial, la propulsión marina y el calor médico e industrial.
Sin embargo, según la directora del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, Kim Budil, tardará “probablemente décadas” antes de que la energía de fusión nuclear se comercialice.
Durante el anuncio del avance, señaló que es necesario producir “muchísimos eventos de ignición por fusión por minuto”, así como disponer de un “sistema robusto de controladores”, para que la fusión pueda comercializarse con éxito.
