En diciembre de 2022, los científicos de la Instalación Nacional de Ignición de EE. UU. anunciaron un hito histórico: por primera vez, su reacción de fusión impulsada por láser había “equilibrado”, produciendo más energía de la que consumía.
Pero avances tan importantes como este deben controlarse rigurosamente, y eso puede llevar algún tiempo.
Es importante destacar que una serie de artículos que detallan el diseño experimental, los avances tecnológicos y los resultados de la reacción inicial de avance acaban de pasar la revisión por pares, lo que significa que investigadores que no participaron en el trabajo han examinado los métodos y hallazgos para verificar las sumas.
“Este logro es la culminación de más de cinco décadas de investigación y demuestra que la fusión en laboratorio, basada en principios físicos fundamentales, es posible”, afirman los miembros del equipo de la colaboración Indirect Drive ICF (fusión por confinamiento inercial). escribir en el primero de cinco artículos
La fusión nuclear, si se aprovecha y se amplía, promete una fuente abundante e inagotable de energía. energia limpia sin las emisiones de gases de efecto invernadero de los combustibles fósiles ni los residuos radiactivos de la fisión nuclear. La fusión es la fusión de dos o más átomos para formar un átomo más grande, liberando energía en el proceso.
Estas reacciones de laboratorio están muy lejos de las aplicaciones a escala comercial, ya que imitan las reacciones de fusión que alimentan nuestro Sol y nuestras estrellas a pequeña escala. Sin la masa del Sol para proporcionar algún gruñido gravitacional, los métodos para fusionar átomos en la Tierra dependen del calor.
En el caso de esta tecnología de fusión en particular, ese calor se entrega a través de un poderoso estallido de luz. Los experimentos implican bombardear una cápsula que contiene unos míseros 220 microgramos de combustible de deuterio y tritio con 192 láseres de alta potencia, lo que eleva la presión a 600 mil millones de atmósferas y la temperatura a 151 millones de °C (272 millones de °F).
Estas condiciones, que superan con creces las del interior del Sol, hacen que el combustible implosione, los átomos de deuterio y tritio se fusionan en helio y liberan energía.
En el experimento innovador En diciembre de 2022, los láseres dispararon 2,05 megajulios (MJ) de energía al combustible, lo que dio como resultado la liberación de 3,15 MJ, por lo que la reacción produjo aproximadamente 1,5 veces más energía de la que se entregó al combustible.
los nuevos papeles detallar el progreso que hizo posible el “equilibrio”incluido modificar la mezcla de combustible, eliminar defectos en las paredes de la cápsula, aumentar la masa de la cápsula del tamaño de un guisante, aumentar las energías láser y aumentar el volumen de combustible utilizado.
Pasando el llamado umbral de ignición anunció una nueva era en la investigación de la fusiónque no ha disminuido desde entonces: los investigadores han despedido láseres más energéticos y produjeron aún más energía en varios experimentos el año pasado.
Los investigadores también informan los resultados de uno de esos experimentos más recientes, de mediados de 2023, que generó 3,88 MJ de energía de la misma entrada de energía de 2,05 MJ, aproximadamente 1,9 veces la energía inyectada, que es el mayor rendimiento hasta la fecha.
Sin embargo, tenga en cuenta que en estos experimentos se utilizan enormes cantidades de energía para alimentar los láseres: 500 billones de vatios, o mil veces más energía de la que produce la red eléctrica nacional de Estados Unidos en cualquier instante. Así que queda un largo camino por recorrer antes de que estas reacciones de fusión generen realmente más energía de la que se necesita para desencadenarlas.
“Existe la posibilidad de que tengamos fusión”, dijo Martin Freer, físico nuclear de la Universidad de Birmingham. dijo Nuevos científicos Mateo chispas. “Pero los desafíos que tenemos son bastante grandes, desde el punto de vista científico”.
A pesar de su promesa de energía limpia, Los científicos también enfatizan que la fusión nuclear no es la solución inmediata que necesitamos para la crisis climática.
Las instalaciones comerciales de fusión nuclear son Todavía faltan décadasdice Aneeqa Khan, investigadora de fusión nuclear de la Universidad de Manchester, cuando necesitamos reducir casi a la mitad las emisiones globales de carbono en los próximos 6 años (para 2030) para cambiar el clima.
Afortunadamente, ya contamos con las tecnologías de energía renovable para hacerlo.
Los cinco artículos han sido publicados en Cartas de revisión física, que puedes leer aquí, aquí, aquí, aquíy aquí.