Major Fusion Energy Breakthrough to Be Announced by Scientists
Chang, Kenneth [2022], "Major Fusion Energy Breakthrough to Be Announced by Scientists", The New York Times, New York, 12 de diciembre, https://www.nytimes.com/2022/12/12/science/nuclear-fusion-energy-breakth...
Kenneth Chang es reportero científico en The New York Times desde el año 2000. Cubre los campos de química, geología, física del estado sólido, nanotecnología, entre otros.
Los rumores sobre la obtención de energía de fusión se intensifican cada vez más. Se especula que el Departamento de Energía de Estados Unidos, de la notica el martes. Los responsables serían el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en colaboración con la Instalación Nacional de Ignición (NIF, por sus siglas en inglés).
La energía de fusión es generada a partir de una reacción de ignición*, la cual también es conocida como ganancia de energía uno. Se rumora que ha sido generada en el NIF a través de láseres gigantes. De confirmarse, este avance significaría un gran paso para la sustitución de las fuentes de energía generadas a partir de combustibles fósiles.
¿Qué es la fusión?
La fusión es una reacción termonuclear que sucede cuando los átomos de hidrógeno en helio se fusionan y generan un estallido de energía, lo que representa una obtención de energía mayor que la original con la que sucedió la reacción. La energía de fusión es aquella producida naturalmente por las estrellas, como nuestro sol y se trata de una energía que no produce gases de efecto invernadero o radicación.
¿Cómo se produce la fusión sin una estrella?
La reacción típica para llevar a cabo la fusión implica gas hidrógeno que se calienta a temperaturas altas en reactores llamados tokamaks. El hidrógeno caliente separa a los electrones de sus núcleos, generando una nube de plasma que entra en contacto con los cilindros del reactor y fusiona sus núcleos. Dicha reacción libera energía en forma de neutrones. Se genera la energía obtenida por la fusión (Dato crucial 1).
¿Qué avances en fusión se han hecho hasta ahora?
NIF ya realizaba reacciones de fusión, pero la energía producida era inferior de la que se utilizaba cuando el láser golpeaba al hidrógeno. De acuerdo con Financial Times, el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore ha producido la reacción con una ganancia de energía superior a la que golpea al objetivo de hidrógeno.
¿Cuáles son los obstáculos de la energía de fusión?
Aún con la tecnología más moderna, la energía de fusión producida no alcanzaría una eficiencia cercana a 100%. Lo ideal sería que la energía obtenida sea varias veces mayor que la inicial con la que comienza la reacción.
¿Significa el anuncio del martes que pronto tendremos energía de fusión barata?
No. A escala industrial requeriría un complejo diseño ingenieril que contemple instalaciones con varios láseres y objetivos de hidrógeno. Lo cual no sería rentable por el costo y lo ineficiente que sería para una planta comercial.
Notas
* El confinamiento inercial consiste en conseguir las condiciones necesarias para que se produzca la fusión nuclear dotando a las partículas del combustible de la cantidad de movimiento necesaria para que con el choque de las mismas se venza la barrera de Coulomb y así se pueda producir la reacción nuclear de fusión.
1.- El anuncio del martes, sin embargo, implica un enfoque diferente. NIF consta de 192 láseres gigantes, que disparan simultáneamente a un cilindro de metal del tamaño de un borrador de lápiz. El cilindro, calentado a unos 5.4 millones de grados Farenheit, se vaporiza, generando una implosión de rayos X, que a su vez calienta y comprime una bolita de deuterio y tritio congelados, dos formas más pesadas de hidrógeno. La implosión fusiona el hidrógeno en helio, creando la fusión.
2.- El objetivo principal de NIF, construido a un costo de 3.5 mil millones de dólares, es realizar experimentos que ayuden a Estados Unidos a mantener sus armas nucleares sin explosiones de prueba nuclear. Los defensores también dijeron que podría avanzar en la investigación de fusión que podría conducir a plantas de energía comerciales viables.
3.- En el año 2021, los científicos de Livermore informaron de un salto importante, un estallido de energía (10 cuatrillones de vatios de potencia) que era 70% de la energía de la luz láser que golpea el objetivo de hidrógeno.