¡Confirmado! Fusión láser alcanzó un hito crítico en la generación de energía

En diciembre del 2022, científicos de la Instalación Nacional de Ignición de Estados Unidos, anunciaron un hito histórico: una reacción de fusión impulsada por láser había alcanzado, por primera vez, el punto de equilibrio, produciendo más energía de la que consumía.

Sin embargo, este tipo de avances tan importantes deben tener un control riguroso y ser revisado por pares, lo que puede llevar tiempo. Bueno, la espera se acabó y los expertos han verificado los resultados.

Fusión láser genera más energía de la que consume

¡Confirmado! Fusión láser alcanzó un hito crítico en la generación de energía

«Este logro es la culminación de más de cinco décadas de investigación y demuestra que la fusión en laboratorio, basada en principios físicos fundamentales, es posible».

Así escribieron los miembros del equipo de la colaboración Indirect Drive ICF, siglas de Fusión por Confinamiento Inercial, en el primero de cinco documentos publicados.

La fusión nuclear, si se aprovecha y se amplía, promete ser una fuente abundante e inagotable de energía limpia, sin emisiones de gases de efecto invernadero de los combustibles fósiles o los desechos radiactivos de la fisión nuclear. La fusión nuclear es, como su nombre lo indica, la fusión de dos o más átomos para formar uno más grande que libera energía en el proceso.

Estas reacciones de laboratorio están muy lejos de las aplicaciones a escala comercial, ya que imitan las reacciones de fusión que alimentan el Sol y el resto de estrellas a pequeña escala. Sin la masa del Sol, para proporcionar algún gruñido gravitacional, los métodos para fusionar átomos en la Tierra dependen del calor.

Pero esta nueva tecnología de fusión, el calor se entrega a través de un poderoso estallido de luz. Los experimentos implican bombardear una cápsula que contiene unos míseros 220 microgramos de combustibles de deuterio y tritio con 192 láseres de alta potencia, lo que eleva la presión a 600 mil millones de atmósferas y la temperatura a 151 millones de °C.

Dichas condiciones, que superan por mucho las del interior del Sol, hacen que el combustible implosione, los átomos de deuterio y tritio se fusionan en helio y liberan energía.

En el revolucionario experimento de diciembre de 2022, los láseres dispararon 2,05 megajulios (MJ) de energía al combustible, lo que dio como resultado la liberación de 3,15 MJ, por lo cual la reacción produjo aproximadamente 1,5 veces más energía de la que se entregó al combustible.

Consiguiendo el equilibrio

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Los nuevos artículos detallan el progreso que hizo posible el “equilibrio”, incluyendo el ajuste de la mezcla de combustible, la eliminación de defectos en las paredes de la cápsula, el aumento de la masa de la cápsula del tamaño de un guisante, el aumento de las energías láser y el aumento del volumen de combustible usado.

Sobrepasar el umbral de ignición fue el comienzo de una nueva era en la investigación de fusión, que no ha disminuido desde entonces: los expertos dispararon láseres más fuertes y produjeron aún más energía en varios experimentos el año pasado.

También informaron sobre los resultados de uno de esos experimentos más recientes, de mediados del 2023, que generó 3,88 MJ de energía a partir de la misma entrada de energía de 2,05 MJ, aproximadamente 1,9 veces más energía de la inyectada, que es el rendimiento más alto.

Pero hay que tener en cuenta que se usan enormes cantidades de energía para alimentar los láseres en estos experimentos: 500 billones de varios, o mil veces más energía de la que produce la red energética de Estados Unidos en cualquier momento. Así que aún queda un largo trecho para que estas reacciones de fusión generen realmente mucha más energía de la que se necesita para desencadenarlas.

«Existe la posibilidad de que tengamos fusión. Pero los desafíos que tenemos son bastante grandes, desde el punto de vista científico».

Así explicó el físico nuclear Martin Freer, de la Universidad de Birmingham New Scientist. Pero a pesar de su promesa de energía limpia, los científicos también enfatizan que la fusión nuclear no es la solución inmediata para la crisis climática.

Aún faltan décadas para que se creen instalaciones comerciales de fusión nuclear, según la investigadora de la Universidad de Manchester, Aneeqa Khan, pero necesitemos reducir a la mitad las emisiones globales de carbono para 2030 si queremos mejorar el clima.

Los cinco artículos se han publicado en Physical Review Letters, y se pueden leer aquí , aquí , aquí , aquí y aquí.



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