Se trata de una reacción de fusión nuclear autosuficiente que podría liberar del uso de combustibles fósiles
WASHINGTON.– El Departamento de Energía de Estados Unidos anunció ayer en conferencia de prensa que por primera vez en la historia un equipo de científicos del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) logró producir una fusión nuclear que libera una ganancia neta de energía, un hito trascendental en el camino a suministrar energía limpia, barata e ilimitada que podría permitir a la humanidad romper su dependencia de los combustibles fósiles que provocan la crisis climática global.
Por primera vez, los investigadores en este campo producen más energía a partir de la fusión de la que se utilizó para impulsarla. El logro, presentado oficialmente ayer, se produjo el 5 de este mes. En el National Ignition Facility (NIF) del LLNL se realizó la primera demostración de la “ignición por fusión” en un dispositivo de laboratorio.
El NIF es la instalación de energía de fusión inercial más grande y potente en su clase. La “ignición por fusión” es uno de los desafíos científicos más significativos nunca afrontados por la humanidad. Es el punto en el que una reacción de fusión nuclear produce energía como para ser autosuficiente. Simula la producción de energía en el Sol y es considerado el “santo grial” para obtener energía limpia e inagotable.
En los años 60 del siglo pasado, científicos pioneros de Livermore dirigidos por John Nuckolls plantearon la hipótesis de que los rayos láser podrían ser utilizados para conseguir una ignición por fusión, que solo ahora ha sido conseguida por primera vez. Para desarrollar el proyecto, durante los últimos 60 años LLNL construyó una serie de sistemas láser cada vez más potentes, lo que condujo a la creación de NIF.
Ubicado en Livermore, California, es del 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, y dentro de las armas nucleares que explotan. La fusión es el proceso por el que existen nuestro sol y el resto de las estrellas. La fusión nuclear ocurre cuando dos núcleos atómicos se combinan para formar un núcleo más pesado.
El pasado 5, la energía de fusión liberada en el NIF fue mayor que la destinada por la energía del rayo láser aplicado con ese fin, superando el umbral necesario para la ignición. El experimento de LLNL superó el umbral de fusión al entregar 2,05 megajulios (MJ) de energía al objetivo, lo que resultó en 3,15 MJ de producción de energía de fusión, demostrando por primera vez una base científica fundamental para la energía de fusión inercial (IFE, por sus siglas en inglés).
Todavía se necesitan muchos desarrollos científicos y tecnológicos avanzados para lograr un IFE simple y asequible para proporcionar energía a los hogares y las empresas, y el Departamento de Energía actualmente está reiniciando un programa IFE coordinado y de base amplia en los Estados Unidos. Combinado con la inversión del sector privado, existe un gran impulso para promover un rápido progreso hacia la comercialización de la fusión, según un comunicado del organismo oficial.
Según explicó en la presentación la secretaria de Energía de la administración Biden, Jennifer M. Granholm, este hito abre además una capacidad sin precedente para apoyar el Stockpile Stewardship, el programa de los Estados Unidos de pruebas de confiabilidad y mantenimiento de sus armas nucleares sin el uso de pruebas nucleares.
¿Qué es la fusión nuclear?
La ciencia de fusión nuclear consiste en hacer colisionar dos átomos a altísima velocidad y transformar la energía de ese choque en electricidad sin liberar carbono a la atmósfera ni dejar desechos radiactivos en el medio ambiente.
La fusión difiere de la fisión nuclear, la técnica utilizada actualmente en las centrales nucleares que consiste en romper las uniones de núcleos atómicos para liberar energía. La fusión es el proceso inverso: implica fusionar dos núcleos livianos (de hidrógeno, por ejemplo) para crear uno pesado (de helio). Eso también genera energía y es el proceso que ocurre dentro de las estrellas, incluido el Sol.
Desde hace décadas, los científicos buscan generar energía con este mecanismo, que además no conlleva riesgos de accidentes. Esta es la primera vez que los investigadores lograron producir una “ganancia neta de energía”, lo que significa que se generó más energía en la reacción de la que se usó para activarla.
Granholm describió el hallazgo como un “gran avance científico” que conducirá a “progresos en la defensa nacional y el futuro de la energía limpia”.
Por su parte, el director del LLNL, Kim Budil, afirmó que es “uno de los desafíos científicos más importantes jamás afrontados por la humanidad”.
Sin embargo, aunque el descubrimiento representa un avance enorme, los desafíos científicos y de ingeniería que quedan pendientes siguen siendo monumentales y queda un largo camino por recorrer antes de que la fusión pueda usarse comercialmente.
Tony Roulstone, experto en energía nuclear de la Universidad de Cambridge, estimó que la energía producida por el experimento fue solo el 0,5% de la necesaria para encender los láseres en primer lugar. “Por lo tanto, podemos decir que este resultado […] es un éxito de la ciencia, pero todavía muy lejos de proporcionar energía útil, abundante y limpia”, declaró.
“Esto es un ejemplo de lo que la perseverancia puede conseguir. Este descubrimiento no llevó una, sino varias generaciones de científicos y demuestra cuan largo puede ser el camino del saber al hacer”, dijo la subsecretaria de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear (NNSA), Jill Hruby.