Se espera que los investigadores que trabajan en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, informen hoy como lograron un gran avance que podría conducir a futuras fuentes de energía.
Los científicos habrían logrado un avance potencialmente significativo en la investigación de la fusión que podría conducir a una fuente de energía infinita en el futuro
Se espera que el avance sea anunciado hoy, como un “gran avance científico” en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California. Se espera que asistan Jennifer Granholm, la secretaria de energía y representantes de la Casa Blanca junto a otros funcionarios del Departamento de Energía.
El Financial Times informó el domingo que el avance científico involucra a la Instalación Nacional de Ignition o NIF, que utiliza láseres gigantes para crear condiciones que imitan brevemente las explosiones de armas nucleares.
El funcionario del gobierno que habló de forma anónima sobre los resultados que aún no son públicos, declaró que el experimento de fusión logró lo que se conoce como ignición, donde la energía de fusión generada es igual a la energía del láser que inició la reacción.
A la ignición, también se la conoce por estar asociada a la idea de que la energía propia, es capaz de ganar una cantidad de energía superior a la propia.
Otro científico familiarizado con el campo de la energía de fusión nuclear, también informó sobre el descubrimiento de forma anónima.
Tal desarrollo mejoraría la capacidad de los Estados Unidos para mantener sus armas nucleares sin pruebas nucleares y podría sentar las bases para el progreso futuro, en el que algún día se podría conducir el uso de la fusión láser como fuente de energía libre de carbono.
Aunque aún no se ha anunciado públicamente, la noticia ha rebotado rápidamente entre los físicos y otros científicos que estudian el campo de la fusión.
Breve resumen sobre la fusión nuclear
La fusión es la reacción termonuclear que alimenta el sol y otras estrellas: la fusión de átomos de hidrógeno en helio. La masa de helio es ligeramente menor que la de los átomos de hidrógeno originales.
Así, por la icónica ecuación E=mc² de Einstein, esa diferencia de masa se convierte en un estallido de energía.
La fusión que podría producirse de manera controlada en la Tierra podría significar una fuente de energía que no produzca gases de efecto invernadero como el carbón y el petróleo o desechos radiactivos peligrosos y de larga duración, como lo hacen las plantas de energía nuclear actuales.
¿Cómo se produce la fusión nuclear sin una estrella?
La mayoría de los esfuerzos de fusión hasta la fecha han empleado reactores en forma de rosquilla conocidos como tokamaks. Dentro de los reactores, el gas de hidrógeno se calienta a temperaturas lo suficientemente altas como para que los electrones se desprendan de los núcleos de hidrógeno, creando lo que se conoce como plasma.
El plasma son nubes de núcleos cargados positivamente y electrones cargados negativamente. Los campos magnéticos atrapan el plasma dentro de la forma de “donuts” y los núcleos se fusionan, liberando energía en forma de neutrones que vuelan hacia afuera.
¿Qué avances en fusión láser se han hecho hasta ahora?
En 2014, los científicos de Livermore finalmente reportaron el éxito pero la energía producida entonces era minúscula, el equivalente a lo que consume una bombilla de 60 vatios en cinco minutos.
El año pasado, los científicos de Livermore informaron de un salto importante, lograron alcanzar un estallido de energía (10 cuatrillones de vatios de potencia) que era el 70 por ciento de la energía de la luz láser que golpea el objetivo de hidrógeno.
Pero el estallido, esencialmente una bomba de hidrógeno en miniatura, duró solo 100 billonésimas de segundo.
En el informe del Financial Times del domingo se sugiere que Livermore anunciará que en el último experimento, la energía de fusión producida superó la cantidad de energía láser que alcanzó el objetivo de hidrógeno.
Para que eso ocurriese, la reacción de fusión debío llegar a ser autosuficiente, lo que significa que el torrente de partículas que fluyen hacia afuera desde el punto caliente en el centro de la pastilla calentó los átomos de hidrógeno circundantes y provocó que también se fusionaran.
¿Cuáles son los mayores obstáculos de la energía de fusión?
Una advertencia importante es que la afirmación se centra en la energía del láser que golpea el objetivo de hidrógeno; pero los láseres son extremadamente ineficientes.
La tecnología más moderna, como los láseres de estado sólido, sería más eficiente pero aún estaría lejos de la fusión al 100 por ciento; para que esto sea práctico, la salida de energía de fusión debe ser al menos varias veces mayor que la de los láseres entrantes.
¿Significa el posible anunció de hoy, el nacimiento de la energía de fusión barata?
No. Incluso si los científicos descubren cómo generar ráfagas de fusión más grandes, aún quedarían inmensos obstáculos de ingeniería hasta poder llegar a aplicar eso, como si de una central de energía tratase.
Una posible futura planta de energía de fusión nuclear práctica capaz de usar este concepto requeriría un ritmo de ametralladora para las ráfagas láser con nuevos objetivos de hidrógeno deslizándose constantemente en su mismo lugar sobre cada ráfaga.
Además, debería existir una tecnología práctica capaz de lograr de convertir todos los torrentes de neutrones que salen volando de las reacciones de la fusión para convertirlos en electricidad.
El complejo del láser actual, ocupa el espacio de un edificio equivalente a tres campos de fútbol; obviamente, eso es demasiado grande para apenas lograr una pequeña capacidad de potencia real. Sería imposible multiplar eso en escala, al menos, por ahora.
Sería imposible, y no solamente por el espacio necesario, sino que también por lo demasiado costoso de la creación de la instalación total. El concepto actual sería demasiado ineficiente para enfocarlo en una planta de energía comercial.
Antes de llevar este tipos de energía a una energía que realmente pudiese llegar a ser útil, los científicos deben desarrollar un proceso de fabricación diferente que sea capaz de cubrir en masa, tantos las colisiones como el resto de procesos.