Científicos del gobierno estadunidense lograron por segunda ocasión una ganancia neta de energía en una reacción de fusión, un resultado que alimenta el optimismo de que se avanza hacia el sueño de una electricidad ilimitada y sin emisiones de carbono.
Desde 1950, los físicos han tratado de aprovechar la reacción de fusión que alimenta el sol, pero hasta diciembre del año pasado ningún grupo había sido capaz de producir más energía de la que consume la reacción, una condición conocida como ignición.
Los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California, que el año pasado lograron la ignición por primera vez, el 30 de julio repitieron el avance en un experimento que alcanzó una mayor producción de energía que en diciembre, de acuerdo con tres personas con conocimiento de los resultados preliminares.
El laboratorio confirmó que se volvió a conseguir un aumento de energía en su instalación láser y añadió que el análisis de los resultados está en curso.
“Desde que demostramos la ignición por fusión por primera vez en la National Ignition Facility (NIF) en diciembre de 2022, seguimos realizando experimentos para estudiar este nuevo y apasionante régimen científico. En un experimento realizado el 30 de julio, repetimos la ignición en la NIF”, dijo. “Como es nuestra práctica habitual, planeamos informar de esos resultados en próximas conferencias científicas y en publicaciones revisadas por pares”.
La fusión se consigue calentando dos isótopos de hidrógeno —por lo general deuterio y tritio— a temperaturas tan extremas que los núcleos atómicos se fusionan, liberando helio y grandes cantidades de energía en forma de neutrones.
Aunque muchos científicos creen que las centrales eléctricas de fusión aún están a décadas de distancia, es difícil ignorar su potencial. Las reacciones de fusión no emiten carbono, no producen residuos radiactivos de larga duración y, en teoría, una pequeña taza de combustible de hidrógeno podrá alimentar una casa durante cientos de años.
El método más estudiado, conocido como confinamiento magnético, utiliza enormes imanes para mantener el combustible en su sitio mientras se calienta a temperaturas superiores a las del sol.
La NIF utiliza un proceso diferente, llamado confinamiento inercial, en el que dispara el láser más grande del mundo a una diminuta cápsula del combustible desencadenando una implosión.
La secretaria de Energía de Estados Unidos, Jennifer Granholm, describió en diciembre el logro de la ignición como “una de las hazañas científicas más impresionantes del siglo XXI”. En ese experimento, la reacción produjo alrededor de 3.15 megajulios (MJ), es decir, cerca de 150 por ciento de los 2.05 MJ de los láseres.
Los datos iniciales del experimento de julio indicaban una producción de energía superior a 3.5 MJ, de acuerdo con dos de las personas cercanas a los resultados preliminares. Esa energía bastará para alimentar una plancha doméstica durante una hora.
Desde hace décadas se considera que lograr un aumento neto de energía es un paso crucial para demostrar que son posibles las centrales eléctricas de fusión comerciales; sin embargo, aún quedan varios obstáculos por superar.
La ganancia de energía en este contexto solo compara la energía generada con los láseres, no con la cantidad total extraída de la red eléctrica para alimentar el sistema, que es mucho mayor. Los científicos calculan que la fusión comercial requerirá reacciones que generen entre 30 y 100 veces la energía de los láseres.
Además, la NIF realiza como máximo un disparo al día, mientras que una central eléctrica de confinamiento interno probablemente necesitará completar varios disparos por segundo.
Sin embargo, la mejora de los resultados en la NIF, que se produjo “tan solo ocho meses” después del avance inicial, fue una señal más de que el ritmo de progreso va en aumento, dijo una de las personas con conocimiento de los resultados.