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Científicos bajan el Sol

Qué es “fusión nuclear” y por qué podría acelerar el fin de los combustibles fósiles

13/12/2022 - 2:35 pm

La energía de la fusión nuclear es una tecnología que puede acelerar el abandono de los combustibles fósiles, que son los principales responsables del cambio climático, la cual lleva mucho tiempo enfrentándose a enormes retos.

Ciudad de México, 13 de diciembre (SinEmbargo/AP/Europa News).– Sólo basta mirar hacia el cielo y ver qué ocurre arriba para entender la importancia de poder controlar la fusión nuclear, la reacción que alimenta al Sol y a otras estrellas. Se trata de una tecnología que puede acelerar el abandono de los combustibles fósiles y que es considerada el ‘santo grial’ para obtener energía limpia e inagotable.

La reacción sucede cuando dos núcleos ligeros se fusionan para formar un único núcleo más pesado. Como la masa total de ese único núcleo es menor que la masa de los dos núcleos originales, la masa sobrante es energía que se libera en el proceso.

Este martes, el Gobierno de Estados Unidos dio a conocer que por primera vez, investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California produjeron más energía en una reacción de fusión que la empleada para provocarla, algo llamado ganancia neta de energía. Se prevé que este logro allanará el camino hacia el futuro de la energía limpia.

Conocida como ‘ignición por fusión’, representa 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, cuyo intenso calor —millones de grados Celsius— y la presión ejercida por su gravedad permiten que se fusionen átomos que, en otras circunstancias, se repelerían.

Los científicos han entendido cómo funciona la fusión nuclear desde hace tiempo, y han tratado de duplicar el proceso en la Tierra desde la década de 1930. Los intentos actuales se enfocan en fusionar un par de isotopos de hidrógeno —deuterio y tritio_, una combinación en particular libera “mucha más energía que la mayoría de reacciones de fusión” y requiere menos calor para hacerlo.

Daniel Kammen, profesor de energía y sociedad en la Universidad de California, campus Berkeley, dijo que la fusión nuclear ofrece la posibilidad de un combustible “básicamente ilimitado” si la tecnología puede ser viable desde el punto de vista comercial. Los elementos necesarios están disponibles en el agua de mar.

También es un proceso que no produce residuos radiactivos como los de la fisión nuclear.

Lo cierto es que la tecnología lleva mucho tiempo enfrentándose a enormes retos, pero con este avance el Gobierno de Estados Unidos ve más cerca la creación de una fuente de energía limpia, barata y potencialmente inagotable.

“Es casi como empezar a disparar un arma”, dijo el profesor Dennis Whyte, director del Centro de Fusión y Ciencia de Plasma en el Massachusetts Institute of Technology y líder en investigación de fusión. “Debemos trabajar hacia poner sistemas de energía de fusión disponibles para abordar el cambio climático y la seguridad energética”.

Controlar la física de las estrellas es increíblemente difícil. Whyte señaló que ha sido un desafío alcanzar este punto porque el combustible tiene que estar más caliente que el centro del Sol. El combustible no quiere mantenerse caliente, sino filtrarse y enfriarse. Contenerlo es un desafío increíble, señaló.

¿CÓMO SE LOGRA LA FUSIÓN NUCLEAR?

Los investigadores del laboratorio Livermore ––que alberga la Instalación Nacional de Ignición (NIF son sus siglas en inglés), un ingenio inaugurado en 2009–utilizan un láser de 192 haces en una pequeña cápsula llena con combustible de deuterio-tritio.

El laboratorio reportó que una prueba realizada en agosto de 2021 produjo 1,35 megajoules de energía de fusión, alrededor del 70 por ciento de la energía disparada al objetivo. El laboratorio dijo que varios experimentos posteriores mostraron malos resultados, pero los investigadores creían que habían identificado formas para mejorar la calidad de la cápsula de combustible y la simetría de los láseres.

“La característica más importante para trasladar la fusión de la teoría a una realidad comercial es conseguir que salga más energía de la que entra”, comentó Kammen.

El pasado 5 de diciembre, 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).

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 DOE 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 impulsar un rápido progreso hacia la comercialización de la fusión, según un comunicado del DOE.

Según explicó en la presentación la Secretaria de Energía de la administración Biden, Jennifer M. Granholm, este hito abre además una capacidad sin precedentes 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.

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