Por segunda vez, se obtiene fusión nuclear neta: ¿nos acercamos a su comercialización?

Tras cinco intentos fallidos, Estados Unidos vuelve a producir energía neta a través de la fusión nuclear. Se ha replicado el método de confinamiento inercial que el pasado diciembre marcó un hito histórico. Ahora queda viabilizar su comercialización.

láseres contiene la energía que se genera a partir de la fusión nuclear
Nuevamente, se ha logrado la fusión nuclear neta por medio del confinamiento inercial. En la foto, se muestra cómo los 192 rayos láser impactan en el objetivo de fusión. Crédito: John Jett y Jake Long/Lawrence Livermore National Laboratory/Reuters.

El pasado 5 de diciembre de 2022, se obtuvo fusión nuclear neta en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (California, Estados Unidos), lo que supuso uno de los logros científicos más impresionantes del siglo XXI, según palabras de Jennifer Granholm, la secretaria del Departamento de Energía estadounidense.

Durante los siguientes cinco meses se trató de reproducir este hito en otros cinco experimentos, sin embargo no hubo éxito. No fue hasta el domingo 30 de julio que se volvió a repetir la ignición nuclear –proceso en el cual la reacción de fusión nuclear produce la misma energía que el sistema– en el Laboratorio de la Instalación Nacional de Ignición de EEUU (NIF).

En la primera ocasión, se produjo 3,15 megajulios (MJ) de energía, un 150% de los 2,05 MJ que se emplean para lograr la fusión dentro de la cápsula que contiene el hidrógeno. Para sorpresa de los científicos que llevaron a cabo este último experimento, se obtuvo una ganancia neta mayor: hablamos de una producción de energía superior a 3,5 MJ. Estos son resultados preliminares que serán posteriormente publicados y anunciados en conferencias por el NIF.

¿Qué falta para comercializar esta energía limpia?

Se espera que en las próximas décadas la fusión nuclear sea una de las alternativas que reemplacen el uso de combustibles fósiles que contribuye al cambio climático. Y ¿cuáles serían sus beneficios? Además de no emitir carbono y no producir residuos radiactivos, una pequeña cantidad de hidrógeno podría alimentar con energía una casa durante cientos de años, señala Financial Times.

En este caso, la fusión nuclear se logra a través del confinamiento inercial, un método que consiste en disparar láseres a un cilindro con una cápsula llena de isótopos de hidrógeno.

Para obtener esta energía –considerada limpia y virtualmente ilimitada– se requiere una gran inversión. Y para alimentar a nuestras casas y transporte con una planta de fusión nuclear comercial, hacen falta láseres 100 veces más potentes disparando varias veces al día –cuando ahora solo se dispara una vez al día– y generar energía entre 30 y 100 veces mayor a la que consumen esos láseres, según informa El Confidencial.

Hablemos del confinamiento inercial: ¿qué es?

Para confinar un gas o combustible –en este caso hidrógeno pesado, constituido por deuterio y tritio– es necesario calentar las partículas para que choquen entre sí y fusionarse, durante un tiempo suficiente, mientras se mantenga una alta densidad.

Entre los métodos de confinamiento más comunes se encuentran el gravitatorio (el que ocurre en las estrellas) y el magnético (producido por enormes imanes que mantienen estable el combustible mientras se calienta). También existe el confinamiento inercial, que fue precisamente el proceso empleado en este experimento.

El confinamiento inercial consiste en bombardear con potentes láseres (en el caso del NIF, son 192) un cilindro llamado hohlraum que contiene una pequeña cápsula de combustible de hidrógeno que desencadena una implosión. Del efecto de la luz láser –que calienta el cilindro y genera plasma– se emiten rayos X que comprimen el combustible y esto permite que ocurra la fusión.