Un instituto científico en Estados Unidos está a punto de lograr un avance enorme en la investigación de la fusión nuclear. La Instalación Nacional de Ignición (NIF en inglés), usa un potente láser para calentar y comprimir combustible de hidrógeno.
Realizaron un experimento con el que pronto lograrían la ignición, con la que se liberaría energía que nos podría proporcionar una fuente de energía limpia e ilimitada.
¿Qué es la fusión nuclear?
La fusión nuclear es un proceso en el que varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado. Simultáneamente se libera o absorbe una cantidad enorme de energía, que permite a la materia entrar en un estado plasmático.
En el experimento del NIF, que tiene la mayor concentración de energía del mundo, 192 rayos láser se dirigen hacia una cápsula con el grosor de un pelo del cabello. Esta cápsula contiene deuterio y tritio, que son diferentes formas de hidrógeno, isótopos naturales. Este procedimiento comprime el combustible a 100 veces la densidad del plomo, calentandolo a 100 millones de grados Celsius, aún más caliente que el centro del Sol. Son estas las condiciones que ayudan a impulsar la fusión termonuclear.
Esto es un avance enorme, el experimento que se llevó a cabo el 8 de agosto 1,35 megajulios (MJ) de energía, alrededor del 70% de la energía láser entregada a la cápsula de combustible. Para alcanzar la ignición hay que obtener una fusión mayor a 1,9 MJ introducidos por el láser.
"Este es un avance enorme para la fusión nuclear y para toda la comunidad (científica)", le dijo a la BBC Debbie Callahan, física del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, que alberga la NIF. Para ver el avance, este experimento es ocho veces el récord anterior de la NIF, y 25 veces mayor al rendimiento de los experimentos llevados a cabo en 2018.
"El ritmo de mejora en la producción de energía ha sido rápido, lo cual sugiere que pronto podremos alcanzar más hitos de energía, como exceder la entrada de energía de los láseres usados para poner en marcha el proceso", dijo el profesor Jeremy Chittenden, codirector del Centro de Estudios de Fusión Inercial del Imperial College de Londres, Reino Unido.
Desde el NIF también afirman que creen han logrado "plasma ardiente", que ocurre cuando las propias reacciones de la fusión proporcionan el calor para una fusión mayor. Este proceso es vital para que el proceso sea autosostenible.
"La quema [del combustible] autosostenida es esencial para obtener un alto rendimiento", explicó Callahan. "La onda de combustión tiene que propagarse hacia el combustible de alta densidad para extraer mucha energía de fusión. Creemos que este experimento está en ese punto, aunque todavía estamos haciendo análisis y simulaciones para asegurarnos de que comprendemos bien el resultado".
El siguiente paso es repetir el ejercicio según Callahan: "Es fundamental para la ciencia experimental; necesitamos entender cuán reproducibles y cuán sensibles son los resultados a los pequeños cambios. Después de eso, generaremos ideas sobre cómo mejorar el diseño, y comenzaremos a trabajar en ellas el próximo año".dijo la científica.
Si bien el avance es importante, aún falta para depender de la energía que pueda generar una fusión nuclear "El megajulio de energía liberado en el experimento es realmente impresionante en términos de fusión, pero en la práctica esto es equivalente a la energía necesaria para hervir una tetera", explicó el profesor Chittenden.
"Se pueden lograr energías de fusión mucho más altas mediante la ignición si logramos averiguar cómo mantener el combustible unido durante más tiempo, para permitir que se queme más. Este será el próximo horizonte para la fusión por confinamiento inercial", finalizó.
