La Instalación Nacional de Ignición (NIF) de EE. UU., cuyo interior se ve aquí en julio de 2008, supuestamente logró una reacción de fusión que produce más energía de la que se le puso.
El laboratorio de fusión nuclear del Departamento de Energía de EE. UU. dice que habrá un «gran avance científico» anunciado el martes, ya que los medios informan que los científicos finalmente superaron un hito importante para la tecnología: obtener más energía de la que se inyectó.
El anuncio tiene a la comunidad científica alborotada, ya que algunos consideran que la fusión nuclear es la energía del futuro, particularmente porque no produce gases de efecto invernadero, deja pocos desechos y no tiene riesgo de accidentes nucleares.
Aquí hay una actualización sobre cómo funciona la fusión nuclear, qué proyectos están en marcha y estimaciones sobre cuándo podrían completarse:
Energía de las estrellas
La fusión se diferencia de la fisión, la técnica utilizada actualmente en las centrales nucleares, al fusionar dos núcleos atómicos en lugar de dividir uno.
De hecho, la fusión es el proceso que alimenta al sol.
Dos átomos de hidrógeno livianos, cuando chocan a velocidades muy altas, se fusionan en un elemento más pesado, helio, liberando energía en el proceso.
«Controlar la fuente de energía de las estrellas es el mayor desafío tecnológico que la humanidad jamás haya emprendido», tuiteó el físico Arthur Turrell, autor de «The Star Builders».
Dos métodos distintos
Producir reacciones de fusión en la Tierra solo es posible calentando la materia a temperaturas extremadamente altas, más de 100 millones de grados Celsius (180 millones de Fahrenheit).
«Así que tenemos que encontrar formas de aislar esta materia extremadamente caliente de cualquier cosa que pueda enfriarla. Este es el problema de la contención», dijo a la AFP Erik Lefebvre, líder del proyecto en la Comisión Francesa de Energía Atómica (CEA).
Un método es «confinar» la reacción de fusión con imanes.
En un enorme reactor en forma de rosquilla, se calientan isótopos ligeros de hidrógeno (deuterio y tritio) hasta alcanzar el estado de plasma, un gas de muy baja densidad.
Los imanes confinan el gas de plasma en remolino, evitando que entre en contacto con las paredes de la cámara, mientras los átomos chocan y comienzan a fusionarse.
Este es el tipo de reactor utilizado en el gran proyecto internacional conocido como ITER, actualmente en construcción en Francia, así como en el Joint European Torus (JET) cerca de Oxford, Inglaterra.
Un segundo método es la fusión por confinamiento inercial, en la que los láseres de alta energía se dirigen simultáneamente a un cilindro del tamaño de un dedal que contiene el hidrógeno.
Esta técnica es utilizada por el láser francés Megajoule (LMJ) y el proyecto de fusión más avanzado del mundo, el National Ignition Facility (NIF) con sede en California.
El confinamiento inercial se utiliza para demostrar los principios físicos de la fusión, mientras que el confinamiento magnético busca imitar los futuros reactores a escala industrial.
Estado de la investigación
Durante décadas, los científicos han intentado lograr lo que se conoce como «ganancia neta de energía», es decir, la reacción de fusión produce más energía de la que se necesita para activarla.
Según informes del Financial Times y el Washington Post, ese será el «gran avance científico» anunciado el martes por el NIF.
Pero Lefebvre advierte que «el camino aún es muy largo» antes de «una demostración a escala industrial que sea comercialmente viable».
Él dice que tal proyecto tomará otros 20 o 30 años para completarse.
Para llegar allí, los investigadores primero deben aumentar la eficiencia de los láseres y reproducir el experimento con mayor frecuencia.
Beneficios de la fusión
El éxito informado del NIF ha despertado un gran entusiasmo en la comunidad científica, que espera que la tecnología pueda cambiar las reglas del juego para la producción de energía global.
A diferencia de la fisión, la fusión no conlleva riesgo de accidentes nucleares.
«Si faltan algunos láseres y no se disparan en el momento adecuado, o si el confinamiento del plasma por el campo magnético… no es perfecto», la reacción simplemente se detendrá, dice Lefebvre.
La fusión nuclear también produce muchos menos residuos radiactivos que las centrales eléctricas actuales y, sobre todo, no emite gases de efecto invernadero.
«Es una fuente de energía totalmente libre de carbono, genera muy pocos residuos y es intrínsecamente extremadamente segura», según Lefebvre, quien dice que la fusión podría ser «una solución futura para los problemas energéticos del mundo».
Sin embargo, independientemente del anuncio del martes, la tecnología aún está lejos de producir energía a escala industrial y, por lo tanto, no se puede confiar en ella como una solución inmediata a la crisis climática.
© 2022 AFP
Citación: Fusión nuclear: aprovechando el poder de las estrellas (2022, 13 de diciembre) recuperado el 13 de diciembre de 2022 de https://phys.org/news/2022-12-nuclear-fusion-harnessing-power-stars.html
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