Científicos del Departamento de Energía logran por primera vez obtener más energía de la consumida en una reacción de fusión por ignición.
Desde este martes la civilización humana está un paso más cerca de tener una energía limpia e ilimitada que asegure su futuro en la Tierra. El Departamento de Energía de Estados Unidos acaba de hacer público un nuevo hito en la investigación de la fusión nuclear: científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) de California han conseguido por primera vez una ganancia neta de energía en una reacción de fusión por ingnición, es decir, han producido más energía que la empleada en la reacción nuclear. “Este es un logro histórico para los investigadores y el personal de la Instalación Nacional de Ignición que han dedicado sus carreras a hacer realidad la ignición por fusión, y este hito sin duda generará aún más descubrimientos”, ha celebrado la Secretaria de Energía de EE.UU, Jennifer M. Granholm.
La fusión nuclear es el proceso por el cual dos núcleos ligeros se combinan para formar un solo núcleo más pesado, liberando una gran cantidad de energía. Los científicos llevan desde los años 1960 estudiando este proceso, que en esencia, aspira a replicar en la Tierra el modelo de producción de energía de las estrellas que iluminan el Universo. Hasta ahora la reacción de fusión más prometedora (y factible) es la que combina isótopos ligeros de hidrógeno (el elemento menos pesado) para crear helio, liberando un millón de veces más energía que en una reacción química normal. A gran escala, teóricamente esto permitiría alimentar centrales eléctricas de gigavatios con solo unos pocos metros cúbicos de combustible por año.
La investigación de la fusión nuclear se divide en dos ramas básicas: fusión por confinamiento magnético y fusión por confinamiento inercial. La primera intenta utilizar la conductividad eléctrica del plasma calentado a millones de grados para contenerlo a través de la interacción mediante campos magnéticos. Este modelo es el que se empleará en el ITER, el futuro reactor europeo que se está construyendo en Cadarache (Francia). La segunda, que es la del LLNL, consiste en calentar mediante láseres objetivos llenos de combustible termonuclear, que explotan hacia afuera. Esto produce una fuerza de reacción contra el resto del objetivo, que lo acelera hacia adentro y comprime el combustible. Este proceso también crea ondas de choque lo suficientemente potentes para comprimir y calentar el combustible en el centro de modo que se produzca la fusión.
Tomando como base este último concepto, los investigadores han ido desarrollando una serie de sistemas láser cada vez más potentes, que culminaron en la creación de la Instalación Nacional de Ignición, el sistema láser más grande y potente del mundo, que costó unos 3.500 millones de dólares y se ha empleado para este logro. Ubicado en Livermore, California, tiene el tamaño de un estadio deportivo y utiliza potentes rayos láser para crear temperaturas y presiones como las que se encuentran en los núcleos de estrellas y planetas gigantes, o dentro de las armas nucleares.
En este experimento, que tuvo lugar el pasado 5 de diciembre, se bombardeó una cápsula con deuterón-tritón del tamaño de una palomita de maíz con 192 haces láser, generando por un instante las condiciones de una estrella a tres millones de grados Celsius, según ha explicado Jill Hruby, vicesecretaria de Seguridad Nuclear de Estados Unidos. Ello permitió superar por primera vez el denominado umbral de fusión al entregar 2,05 megajulios (MJ) de energía al objetivo, obteniendo 3,15 MJ de producción de energía de fusión, una ganancia del 50%, probando por primera vez que existe una base científica sólida para el desarrollo de esta energía. "La búsqueda de la ignición por fusión en el laboratorio es uno de los desafíos científicos más importantes jamás abordados por la humanidad, y lograrlo es un triunfo de la ciencia, la ingeniería y, sobre todo, de las personas”, ha indicado la directora del LLNL, Kim Budil.
No obstante, como ha remarcado Budil, aún quedan muchos "obstáculos significativos", tanto científicos como tecnológicos, antes de poder comercializar esta energía a gran escala. "Esto ha sido solo una cápsula que ha ardido una vez y para tener energía de fusión comercial se necesitan muchas cápsulas para lograr producir varios eventos de ignición de fusión por minuto". Según los cálculos de esta experta, se tardarán aún "unas pocas décadas" con un esfuerzo concertado de inversión y esfuerzos para poder construir una planta eléctrica que funcione con fusión nuclear.
Todo viaje ha de empezar con un paso y el de hoy es uno trascendental de cara a la obtención de una energía barata, potente, limpia e ilimitada, que acabe con la dependencia de los combustibles fósiles y sus nefastas consecuencias para el medio ambiente y la humanidad.
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