Los científicos lograron la fusión nuclear autosuficiente… pero ahora no pueden replicarla : Heaven32

Los científicos confirmaron que el año pasado, por primera vez en el laboratorio, lograron una reacción de fusión que se autoperpetúa (en lugar de desaparecer), acercándonos a replicar la reacción química que alimenta al Sol.

Sin embargo, no están exactamente seguros de cómo recrear el experimento.

La fusión nuclear ocurre cuando dos átomos se combinan para crear un átomo más pesado, liberando una enorme explosión de energía en el proceso.

Es un proceso que se encuentra a menudo en la naturaleza, pero es muy difícil de replicar en el laboratorio porque necesita un entorno de alta energía para mantener la reacción.

El sol genera energía utilizando la fusión nuclear, al romper átomos de hidrógeno para crear helio.

Supernovas, soles en explosión, también aprovechar la fusión nuclear para sus exhibiciones cósmicas de fuegos artificiales. El poder de estas reacciones es lo que crea moléculas más pesadas como el hierro.

Sin embargo, en entornos artificiales aquí en la Tierra, el calor y la energía tienden a escapar a través de mecanismos de enfriamiento como la radiación de rayos X y la conducción de calor.

Para hacer de la fusión nuclear una fuente de energía viable para los humanos, los científicos primero tienen que lograr algo llamado ‘encendido’, donde los mecanismos de autocalentamiento superan toda la pérdida de energía.

Una vez que se logra la ignición, la reacción de fusión se alimenta a sí misma.

En 1955, el físico John Lawson creó el conjunto de criterios, ahora conocidos como “criterios de ignición tipo Lawson”, para ayudar a reconocer cuándo tuvo lugar esta ignición.

La ignición de las reacciones nucleares generalmente ocurre dentro de entornos extremadamente intensos, como supernovas o armas nucleares.

Los investigadores de la Instalación Nacional de Ignición del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California han pasado más de una década perfeccionando su técnica y han ahora confirmado que el experimento histórico realizado el 8 de agosto de 2021, de hecho, produjo la primera ignición exitosa de una reacción de fusión nuclear.

En un análisis reciente, el experimento de 2021 se juzgó en función de nueve versiones diferentes del criterio de Lawson.

“Esta es la primera vez que cruzamos el criterio de Lawson en el laboratorio”, dijo la física nuclear Annie Kritcher en el Centro Nacional de Ignición. Científico nuevo .

Para lograr este efecto, el equipo colocó una cápsula de combustible de tritio y deuterio en el centro de una cámara de uranio empobrecido revestida de oro y disparó 192 láseres de alta energía para crear un baño de rayos X intensos.

El ambiente intenso generado por las ondas de choque dirigidas hacia el interior creó una reacción de fusión autosostenida.

En estas condiciones, los átomos de hidrógeno se fusionaron, liberando 1,3 megajulios de energía por 100 billonésimas de segundo, lo que equivale a 10 cuatrillones de vatios de potencia.

Durante el año pasado, los investigadores intentaron replicar el resultado en cuatro experimentos similarespero solo logró producir la mitad del rendimiento energético producido en el experimento inicial sin precedentes.

La ignición es muy sensible a pequeños cambios apenas perceptibles, como las diferencias en la estructura de cada cápsula y la intensidad de los láseres, explica Kritcher.

“Si comienza desde un punto de partida microscópicamente peor, se refleja en una diferencia mucho mayor en el rendimiento de energía final”. dice físico de plasma Jeremy Chittenden en el Imperial College de Londres. “El experimento del 8 de agosto fue el mejor de los casos”.

El equipo ahora quiere determinar qué se requiere exactamente para lograr la ignición y cómo hacer que el experimento sea más resistente a pequeños errores. Sin ese conocimiento, el proceso no puede ampliarse para crear reactores de fusión que puedan alimentar ciudades, que es el objetivo final de este tipo de investigación.

“No quieres estar en una posición en la que tienes que hacer absolutamente todo bien para encender”, dice Chittenden.

Este artículo fue publicado en Cartas de revisión física.

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