Estados Unidos está entrando en una «nueva era» de fusión nuclear después de que los científicos anunciaran que habían replicado consistentemente la reacción.
Si se domina la técnica, podría proporcionar al mundo una fuente ilimitada de energía limpia.
Los investigadores de la Instalación Nacional de Ignición del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) pasaron el último año disparando casi 200 láseres a cápsulas de hidrógeno del tamaño de un grano de pimienta, calentándolas a más de 180 millones de grados Fahrenheit.
En diciembre pasado, por primera vez en el mundo, el equipo produjo una reacción de fusión nuclear que liberó más energía de la que utilizó, un proceso llamado «ignición».
El equipo anunció que había replicado los resultados tres veces más durante el año pasado, acercando al mundo un paso más a lo que podría resultar ser una solución a la crisis climática.
Arriba se muestra la Instalación Nacional de Ignición en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. El sistema utiliza 192 rayos láser que convergen en el centro de esta esfera gigante para hacer implosionar una pequeña pastilla de combustible de hidrógeno.
Los científicos llevan décadas intentando aprovechar la energía de fusión, que es el mismo proceso central que alimenta el sol.
Uno de los intentos del equipo en California dio como resultado un aumento récord de energía del 89 por ciento, un 35 por ciento más que la primera ignición hace un año.
El objetivo final es generar energía de la misma manera que el sol crea calor empujando los átomos de hidrógeno tan cerca unos de otros que se combinan formando helio, que libera torrentes de energía.
Sin emisiones de carbono, una sola taza de esa sustancia podría alimentar una casa de tamaño medio durante cientos de años.
La fisión nuclear ocurre cuando un neutrón choca contra un átomo más grande, lo que lo obliga a excitarse y dividirse en dos átomos más pequeños.
La Instalación Nacional de Ignición (NIF) del laboratorio cuenta con 192 láseres que disparan rayos a una bolita congelada de isótopos contenida dentro de una cápsula de diamante suspendida en un cilindro de oro llamado hohlraum.
La Instalación Nacional de Ignición (NIF) del laboratorio cuenta con 192 láseres que disparan rayos a una bolita congelada de isótopos contenida dentro de una cápsula de diamante suspendida en un cilindro de oro llamado hohlraum.
Las cápsulas se calientan a unos 100 millones de grados para crear más presión en el interior que dentro del núcleo del sol.
«La implosión resultante hace que los isótopos se fusionen, creando helio y grandes cantidades de energía, compartieron los científicos en Naturaleza.
El primer intento exitoso fue el 5 de diciembre de 2022, generando alrededor de un 54 por ciento más de energía de la que se invirtió.
La reacción de fusión produjo alrededor de 2,5 megajulios de energía, casi el 120 por ciento de los 2,1 megajulios de potencia de los láseres.
El equipo estableció un récord el 30 de julio con un aumento del 85 por ciento, y en octubre se llevaron a cabo otros dos intentos.
La fusión durante el evento generó alrededor de 3,88 megajulios de energía de fusión, un 89 por ciento más que el primer logro en diciembre.
Se realizaron otras dos pruebas en junio y septiembre, pero los investigadores dijeron que la producción de energía no fue «suficiente para confirmar la ignición».
Richard Town, físico que dirige el programa científico de fusión por confinamiento inercial del LLNL, dijo: «Me siento bastante bien. Creo que todos deberíamos estar orgullosos del logro».
La Instalación Nacional de Ignición, valorada en 3.500 millones de dólares, se construyó inicialmente para probar armas nucleares mediante la simulación de explosiones, pero ahora su atención se ha desplazado hacia el avance de la investigación sobre la energía de fusión.
Investigadores de todo el mundo han estado trabajando en esta tecnología durante décadas, probando diferentes enfoques.
La energía de los 192 rayos del NIF se dirige dentro de un cilindro de oro llamado hohlraum, que es aproximadamente del tamaño de una moneda de diez centavos. Una pequeña cápsula dentro del hohlraum contiene átomos de deuterio (hidrógeno con un neutrón) y tritio (hidrógeno con dos neutrones) que alimentan el proceso de ignición.
El equipo anunció que había logrado la ignición en cuatro de sus últimos seis intentos, creando los mismos procesos centrales dentro del sol que convierten el hidrógeno en helio para producir fusión nuclear.
Sin embargo, ningún otro laboratorio ha logrado lo que LLNL ha logrado en sus experimentos.
Los gobiernos del mundo han encontrado un nuevo interés en la fusión en medio de la preocupación por el impacto del cambio climático y la seguridad del suministro energético.
La energía limpia también estuvo en la agenda de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP28) a principios de este mes.
El enviado climático de Estados Unidos, John Kerry, dijo: «Nos estamos acercando cada vez más a una realidad impulsada por la fusión».
‘Y al mismo tiempo, sí, existen importantes desafíos científicos y de ingeniería.
«Para afrontar esta situación será fundamental una reflexión cuidadosa y unas políticas bien pensadas».
