Científicos del gobierno de EE. UU. lograron un gran avance en la búsqueda de energía ilimitada y sin carbono al lograr una ganancia neta de energía en una reacción de fusión por primera vez, según tres personas con conocimiento de los resultados preliminares de un experimento reciente.
Desde la década de 1950, los físicos han tratado de aprovechar la reacción de fusión que alimenta al sol, pero ningún grupo ha sido capaz de producir más energía a partir de la reacción de la que consume, un hito conocido como ganancia neta de energía o ganancia objetivo, que ayudaría a probar el proceso. podría proporcionar una alternativa confiable y abundante a los combustibles fósiles y la energía nuclear convencional.
El federal Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California, que utiliza un proceso llamado fusión por confinamiento inercial que consiste en bombardear una pequeña bolita de plasma de hidrógeno con el láser más grande del mundo, logró una ganancia neta de energía en un experimento de fusión en las últimas dos semanas, dijeron las personas.
Aunque muchos científicos creen que las centrales eléctricas de fusión aún están a décadas de distancia, el potencial de la tecnología es difícil de ignorar. Las reacciones de fusión no emiten carbono, no producen desechos radiactivos de larga duración y, en teoría, una pequeña taza de combustible de hidrógeno podría alimentar una casa durante cientos de años.
El avance de EE. UU. se produce cuando el mundo lucha con los altos precios de la energía y la necesidad de alejarse rápidamente de la quema de combustibles fósiles para evitar que las temperaturas globales promedio alcancen niveles peligrosos. A través de la Ley de Reducción de la Inflación, la administración Biden está invirtiendo casi $370 mil millones en nuevos subsidios para energía baja en carbono en un esfuerzo por reducir las emisiones y ganar una carrera mundial por la tecnología limpia de próxima generación.
La reacción de fusión en las instalaciones del gobierno de EE. UU. produjo alrededor de 2,5 megajulios de energía, que fue aproximadamente el 120 por ciento de los 2,1 megajulios de energía en los láseres, dijeron las personas con conocimiento de los resultados, y agregaron que los datos aún se estaban analizando.
El departamento de energía de EE. UU. ha dicho que la secretaria de energía, Jennifer Granholm, y la subsecretaria de seguridad nuclear, Jill Hruby, anunciarán “un gran avance científico” en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore el martes. El departamento se negó a comentar más.
El laboratorio confirmó que recientemente se había realizado un experimento exitoso en su Instalación Nacional de Ignición, pero dijo que el análisis de los resultados estaba en curso.
“Los datos de diagnóstico iniciales sugieren otro experimento exitoso en la Instalación Nacional de Ignición. Sin embargo, el rendimiento exacto aún se está determinando y no podemos confirmar que esté por encima del umbral en este momento”, dijo. “Ese análisis está en proceso, por lo que publicar la información. . . antes de que se complete ese proceso sería inexacto”.
Dos de las personas con conocimiento de los resultados dijeron que la producción de energía había sido mayor de lo esperado, lo que había dañado algunos equipos de diagnóstico, lo que complicaba el análisis. El avance ya estaba siendo ampliamente discutido por los científicos, agregaron las personas.
“Si esto se confirma, estamos presenciando un momento de la historia”, dijo el Dr. Arthur Turrell, un físico de plasma cuyo libro Los constructores de estrellas traza el esfuerzo para lograr la energía de fusión. “Los científicos se han esforzado por demostrar que la fusión puede liberar más energía de la que se genera desde la década de 1950, y los investigadores de Lawrence Livermore parecen haber aplastado definitivamente este objetivo de hace décadas”.
La Instalación Nacional de Ignición de $ 3.500 millones fue diseñada principalmente para probar armas nucleares mediante la simulación de explosiones, pero desde entonces se ha utilizado para avanzar en la investigación de la energía de fusión. Estuvo más cerca del mundo de la ganancia neta de energía el año pasado cuando produjo 1,37 megajulios a partir de una reacción de fusión, que era aproximadamente el 70 por ciento de la energía en los láseres en esa ocasión.
En el lanzamiento de una nueva estrategia de energía de fusión de la Casa Blanca este año, el congresista Don Beyer, presidente del caucus bipartidista de energía de fusión, describió la tecnología como el “santo grial” de la energía limpia y agregó: “La fusión tiene el potencial de levantar más ciudadanos del mundo fuera de la pobreza que cualquier cosa desde la invención del fuego.”
La mayor parte de la investigación de fusión se centra en un enfoque diferente conocido como fusión por confinamiento magnético, en el que el combustible de hidrógeno se mantiene en su lugar mediante potentes imanes y se calienta a temperaturas extremas para que los núcleos atómicos se fusionen.
Históricamente, esa ciencia ha sido realizada por grandes laboratorios financiados con fondos públicos, como el Joint European Torus en Oxford, pero en los últimos años la inversión también ha inundado a empresas privadas que prometen entregar energía de fusión en la década de 2030.
En los 12 meses hasta finales de junio, las empresas de fusión recaudaron 2830 millones de dólares en inversiones, según la Asociación de la Industria de la Fusión, lo que eleva la inversión total del sector privado hasta la fecha a casi 4900 millones de dólares.
Nicholas Hawker, director ejecutivo de la empresa emergente First Light Fusion, con sede en Oxford, que está desarrollando un enfoque similar al utilizado en NIF, describió el avance potencial como “un cambio de juego”.
“No podría ser más profundo para la energía de fusión”, dijo.
Información adicional de David Sheppard y Derek Brower