Por el momento, ningún automóvil eléctrico puede conducir, pero los científicos estadounidenses han dado un paso importante en la investigación de la fusión nuclear. Generaron más energía con una reacción de fusión nuclear de la que se necesitaba para iniciar esa reacción. Investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de EE. UU. lo anunciaron el martes por la tarde.
El experimento en la Instalación Nacional de Ignición (NIF) de EE. UU. impulsa la fusión nuclear al bombardear una cápsula de combustible de fusión, que consta de variantes pesadas de átomos de hidrógeno, con potentes rayos láser. En la mañana del 5 de diciembre logró generar 3,15 megajulios de energía en una fracción de segundo, frente a los 2,05 megajulios que consumió. A modo de comparación: 2,05 megajulios es tanta energía como proporciona medio kilo de TNT.
Los investigadores han estado tratando durante décadas de realizar la fusión nuclear, un fenómeno que también alimenta al sol, en la Tierra de manera controlada. Sería una fuente de energía casi inagotable que no produce gases de efecto invernadero y menos residuos radiactivos que las centrales nucleares actuales. Pero es difícil darse cuenta debido a la temperatura y presión extremadamente altas que son necesarias para que los núcleos atómicos se fusionen (fusionen), liberando energía.
Muy baja eficiencia
“Es un buen resultado desde la perspectiva de la investigación de la fusión”, dice Marco de Baar, director del instituto de investigación Differ de Eindhoven. “Es la primera vez que se inicia la fusión nuclear de forma controlada, saliendo más energía de la que ponen. Pero no veo que suceda que hagan una central eléctrica con esta tecnología”.
Esto tiene que ver con el hecho de que los 2,05 megajulios no son toda la energía que se utilizó. Los láseres tienen una eficiencia de menos del uno por ciento. El experimento extrae alrededor de 300 megajulios de la red eléctrica para finalmente entregar 2,05 megajulios al combustible.
El experimento NIF consiste en el sistema láser más grande del mundo que genera 192 rayos láser que los investigadores apuntan a un cilindro de oro con una bola en el centro de menos de dos milímetros de tamaño, más pequeño que un grano de pimienta. Consiste en una coraza de una especie de diamante con el combustible de fusión en su interior. Los 192 rayos láser calientan el cilindro, haciendo que las paredes emitan rayos X. Esa radiación de rayos X comprime la bola, lo que hace que el caparazón salga volando, el combustible implosione y comience la fusión.
Variantes pesadas de hidrógeno
El combustible consiste en deuterio y tritio, variantes pesadas (isótopos) de átomos de hidrógeno. Se fusionan para formar núcleos de helio. A principios de este año, los investigadores del NIF demostraron que el combustible de fusión puede calentarse solo. Ahora muestran que pueden hacer esto de manera tan eficiente que se producen 3,15 megajulios de energía mientras se absorben 2,05 megajulios de radiación.
Es un logro tecnológico impresionante, pero aún queda un largo camino para la generación de energía de fusión. Los investigadores estadounidenses estiman que pasarán varias décadas antes de que la corriente de fusión salga del enchufe.
Para construir una central eléctrica con esta técnica, todo el proceso tendrá que ser mucho más eficiente. Además de cientos de megajulios que entran en el experimento para entregar 3,15 megajulios, los láseres solo pueden hacer este truco una vez al día como máximo, después de lo cual tienen que enfriarse. Para una planta de energía importante, tendrías que acelerar diez de esas cápsulas por segundo, declaró el investigador de fusión nuclear Niek Lopes Cardozo de la Universidad Tecnológica de Eindhoven después de que se publicaron los resultados a principios de este año.
Prueba ‘mini bombas’
La generación de energía tampoco era el objetivo de NIF, que fue fundado en 1997. “NIF es parte de un programa para probar la confiabilidad y el mantenimiento de las armas nucleares existentes sin el uso de pruebas nucleares. Entonces, su objetivo es probar minibombas”, dice De Baar.
Según De Baar, todavía no existe un concepto de reactor listo para la técnica NIF con el que se podría construir una central eléctrica. También se está trabajando en otras técnicas de fusión nuclear que, por ejemplo, intentan poner en marcha el plasma de fusión y mantenerlo bajo control con campos magnéticos. Aunque estos experimentos aún no producen más energía de la que consumen, existen conceptos de reactores. Pero incluso así, se necesitarán décadas para que se construya la primera planta de energía de fusión nuclear.
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