EEUU dobla la producción neta de su reactor de fusión y se acerca a la electricidad ilimitada

Investigadores del National Ignition Facility (NIF) estadounidense siguen trabajando en la mejora de su reactor de fusión nuclear experimental que ya logró un hito histórico al conseguir la fusión nuclear neta. Ahora, los investigadores han apretado un poco más las tuercas del sistema y han conseguido generar el doble de la energía utilizada, un gran paso que nos acerca aún más al sueño de la energía infinita y barata.

En diciembre de 2022, los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California, lugar donde se encuentra el NIF, consiguieron el logro histórico de obtener la fusión neta por primera vez, un paso clave para demostrar la viabilidad comercial de la fusión nuclear. El reactor experimental estadounidense produjo 2,5 megajulios (MJ) de energía, un 150% de los 2,1 MJ empleados en lograr la fusión de un pequeño cilindro lleno de hidrógeno.

TE PUEDE INTERESAR

El nuevo hallazgo de agua que multiplica la posibilidad de encontrar vida en el cosmos

Omar Kardoudi

Meses más tarde, y a pesar de varias pruebas fallidas, lo volvieron a conseguir. El reactor alcanzó una producción de energía superior a la anterior (3,5 MJ), demostrando una vez más la viabilidad del sistema. Ahora, lo han vuelto a hacer. En un artículo, publicado en la revista Physical Review Letters, los investigadores del NIF aseguran que los ensayos realizados desde entonces han arrojado ratios aún mayores, alcanzando un máximo de 1,9 veces la energía conseguida hasta ahora.

"[Es] la primera vez que se logró sin ambigüedades la ganancia del blanco de fusión en el laboratorio en cualquier esquema de fusión", dicen los investigadores. "Este logro es la culminación de más de cinco décadas de investigación y da pruebas de que la energía de fusión controlada en laboratorio basada en principios de física fundamental es posible".

Cómo funciona

El NIF logra reproducir la reacción que ocurre de manera natural en las estrellas mediante una técnica llamada confinamiento inercial. El sistema bombardea con rayos láser (192 en el caso del NIF) un pequeño cilindro llamado hohlraum que encierra un blanco esférico con dos isótopos de hidrógeno (deuterio y tritio). Esto hace implosionar esta pequeña cápsula, generando la presión y el calor necesarios para fusionar los isótopos y liberar toda su energía.

Este es un método diferente al confinamiento magnético que emplean la mayoría de los otros reactores experimentales, como el colosal ITER. Estos sistemas utilizan enormes imanes para mantener el combustible estable en un lugar mientras se calienta a temperaturas superiores a las del Sol.

La ganancia de energía que se ha conseguido en el NIF tanto ahora como en el pasado se calcula comparando la energía generada total con la energía de los láseres, no con la cantidad total de energía que se necesita para alimentar todo sistema, que sería mucho mayor.

"Un reto fundamental para conseguir una fuente de energía de fusión", señalan los investigadores, "ha sido la capacidad de controlar y calentar un plasma (una mezcla de iones y electrones libres) hasta las condiciones necesarias para la ignición y confinar el plasma en estas condiciones durante escalas de tiempo suficientemente largas como para que se produzca más energía de fusión de la que se suministró para iniciar la reacción".

Aún hay margen de mejora

A pesar de las buenas noticias, los investigadores son cautos y aseguran que todavía queda trabajo por hacer antes de conseguir la fusión nuclear comercial. De hecho, el reactor del NIF no está diseñado como un demostrador comercial, sino que su principal labor es la de realizar investigación que ayude al programa de armas nucleares estadounidense.

Sin embargo, este reactor de fusión por confinamiento inercial ha conseguido demostrar que la tecnología funciona. Los físicos del NIF aseguran que todavía hay mucho margen de mejora y que incluso con la arquitectura actualmente instalada en el reactor, es probable que los rendimientos puedan mejorarse.

Uno de esos investigadores es Richard Town, que incluso ha llegado a decir que si se actualizaran sus láseres se podría llegar aún más lejos. "Un martillo más grande siempre ayuda", afirma. "Si podemos conseguir un martillo más grande, creo que podríamos llegar a ganancias objetivo de aproximadamente 10 [veces más]".