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Las claves para entender el avance histórico en fusión nuclear

Los científicos llevan décadas trabajando para desarrollar la fusión nuclear, considerada una fuente de energía limpia, abundante y segura que podría permitir a la humanidad romper su dependencia de los combustibles fósiles que provocan la crisis climática global.

2022-12-14

Por AFP

Estados Unidos anunció este martes un avance científico histórico en el campo de la fusión nuclear, que abre las puertas para revolucionar la producción de energía en la Tierra en unos años.

Los científicos llevan décadas trabajando para desarrollar la fusión nuclear, considerada una fuente de energía limpia, abundante y segura que podría permitir a la humanidad romper su dependencia de los combustibles fósiles que provocan la crisis climática global.

Para muchos, la fusión nuclear es la energía del futuro. Tiene varias ventajas: no genera CO2, produce menos desechos radiactivos que la energía nuclear conocida hasta ahora y no conlleva riesgos de accidentes.

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Un experimento llevado a cabo la semana pasada “produjo más energía de fusión que la energía láser utilizada” para provocar la reacción, explicó en un comunicado el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), situado en California y dependiente del Departamento de Energía estadounidense.

Este hallazgo se verá “en los libros de historia”, declaró en rueda de prensa la secretaria de Energía estadounidense, Jennifer Granholm.

El anuncio, que se filtró a la prensa hace unos días, entusiasmó a la comunidad científica en todo el mundo.

<i>WASHINGTON, DC - 13 DE DICIEMBRE: (I-D) Jill Hruby, directora de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear, Jennifer Granholm, Secretaria de Energía de EE. UU., Dra. Arati Prabhakar, Directora de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca, Dr. Marvin Adams, Administrador Adjunto de Programas de Defensa de la NNSA, y Lawrence El Dr. Kim Budil, director de los Laboratorios Nacionales de Livermore, realizó una conferencia de prensa en la sede del Departamento de Energía para anunciar un avance en la investigación de la fusión el 13 de diciembre de 2022 en Washington, DC. Chip Somodevilla/Getty Images/AFP (Foto de CHIP SOMODEVILLA/GETTY IMAGES NORTH AMERICA/Getty Images vía AFP)</i>

¿Cómo lo lograron?

En torno a la 01H00 de la madrugada del 5 de diciembre, 192 láseres apuntaron a un cilindro del tamaño de un dedal, donde se encontraba una cápsula minúscula fabricada en diamante y que contenía isótopos de hidrógeno (deuterio y tritio).

Los láseres generaron una temperatura de unos 150 millones de grados, es decir diez veces la del Sol, provocando la fusión de los átomos de hidrógeno. La reacción tardó una fracción de segundo.

Los científicos produjeron así unos 3,5 megajulios de energía usando 2,05 megajulios a través de los láseres, según el comunicado.

Sin embargo, se necesitaron 300 megajulios de energía de la red eléctrica para activar los láseres, lo que hace que la operación en general sea deficitaria. Pero los científicos confían en poder salvar este problema con el tiempo.

“Nuestros cálculos sugieren que es posible, con un sistema láser a gran escala, de lograr un rendimiento de cientos de megajulios”, dijo Kim Budil, directora del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. “Pero todavía estamos muy lejos de eso”.

<i>WASHINGTON, DC - 13 DE DICIEMBRE: El Administrador Adjunto de Programas de Defensa de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear, el Dr. Marvin Adams, sostiene un cilindro que, según él, es similar al utilizado por los Laboratorios Nacionales Lawrence Livermore para lograr un gran avance en la investigación de la fusión durante una conferencia de prensa en el Departamento de la sede de Energy el 13 de diciembre de 2022 en Washington, DC. Chip Somodevilla/Getty Images/AFP (Foto de CHIP SOMODEVILLA/GETTY IMAGES NORTH AMERICA/Getty Images vía AFP)</i>

- ¿En qué fase estamos? -

”El camino es muy largo aún” antes de “una demostración a escala industrial y que sea comercialmente viable”, advierte Erik Lefebvre, para quien esos proyectos requieren aún 20 o 30 años de trabajo.

Probablemente “décadas” (pero menos de cinco), abundó este martes Kim Budil, directora del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, del que depende el NIF estadounidense.

Ahora que se ha logrado una ganancia de energía neta usando láseres, “tenemos que ver cómo simplificarlo”, añadió.

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El método precisa múltiples mejoras tecnológicas: puesto que hay que poder repetir el experimento muchas veces por minuto y aumentar el rendimiento.

- ¿Qué ventajas tiene? -

Al contrario que la fisión, la fusión no conlleva riesgos de accidente nuclear. Si hay algún fallo del sistema, la reacción simplemente se detiene, explica Lefebvre.

Además, la fusión produce menos desechos radiactivos que los que generan las centrales actuales. Y no produce gases de efecto invernadero.

“Es una fuente de energía totalmente descarbonizada, que genera pocos residuos, y que es intrínsecamente muy segura” por lo que sería “una solución de futuro para los problemas energéticos a escala global”, resume Lefebvre.

Debido a su estado de desarrollo, no representa una solución inmediata a la crisis climática, de modo que sigue siendo vital la transición de las energías fósiles.

- Décadas por delante -

Hacer que esta solución sea viable a escala industrial y comercial llevará “décadas”, pero menos de cinco, dijo.

Precisa muchas mejoras tecnológicas: puesto que hay que poder repetir el experimento muchas veces por minuto y aumentar el rendimiento.

Por eso para limitar el calentamiento global, los expertos en clima insisten en reducir sin demora las emisiones de gases de efecto invernadero.

No obstante el resultado alentador del experimento proporciona la prueba de un principio físico descrito hace décadas.

La fusión tiene algunas ventajas: no presenta riesgo de desastre nuclear y produce menos desechos radiactivos. Y sobre todo, en comparación con las centrales eléctricas de carbón o gas, no genera gases de efecto invernadero.

Hay otros proyectos de fusión nuclear en el mundo, como el llamado ITER, que actualmente se está desarrollando en Francia.

En lugar de láseres, ITER utilizará una técnica conocida como confinamiento magnético: los átomos de hidrógeno se calientan en un inmenso reactor, donde permanecerán confinados con la ayuda de un campo magnético.

Los expertos consideran importante seguir investigando sobre estas dos técnicas: los láseres y el confinamiento magnético.

“Lo que queremos es maximizar los caminos potenciales hacia el éxito, por lo que queremos seguir estos enfoques diferentes para ver qué funciona”, dijo el martes la física del NIF Tammy Ma. “La fusión es muy importante para la humanidad”.

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