Científicos alcanzan hito en la obtención de energía a partir de fusión nuclear
Científicos alcanzan hito en la obtención de energía a partir de fusión nuclear
La fusión nuclear genera la luz y el calor de las estrellas, y en la Tierra también podría ser nuestra fuente de energía sostenible en el futuro. A diferencia de lo que ocurre en las reacciones de fisión de las centrales nucleares actuales, donde un núcleo atómico se divide en dos más ligeros, en las de fusión se unen dos núcleos ligeros (generalmente deuterio y tritio, dos isótopos del hidrogeno) para formar otro más pesado y producir energía.
Pero recrear este proceso en el laboratorio resulta todo un reto, ya que se consume mucha más energía de la que se obtiene, y hay que ir superando varios pasos críticos. Uno de ellos es lograr el autocalentamiento de la materia en un estado de plasma (no es ni sólido, ni líquido ni gas) mediante la fusión nuclear, y esta semana investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), en California (EE UU), informan de que lo han conseguido.
Según el estudio que publican en la revista Nature, han obtenido un ‘plasma ardiente’, en el que la fusión nuclear es la principal fuente de calor para mantener el combustible de deuterio-tritio en un estado de plasma lo suficientemente caliente como para permitir más reacciones de fusión.
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“Por primera vez en una instalación de investigación de fusión, el combustible se ha autocalentado en su mayor parte”, declara a SINC uno de los autores, el físico Chris Young, que explica: “Para que se produzcan las reacciones de fusión es necesario calentar mucho el combustible con algún tipo de fuente de calor externa, pero en un plasma ardiente (cuyo núcleo está a unos 58 millones de grados Celsius) son las propias reacciones de fusión las que calientan el plasma más que ese calentamiento externo”.
“Por tanto, la creación de un plasma ardiente es un claro hito en el camino para demostrar que se puede generar energía a partir de la fusión, lo que sería relevante para la producción de electricidad”, subraya Young.
La combustión del plasma se ha realizado en la instalación National Ignition Facility (NIF) del laboratorio californiano utilizando 192 rayos láser, con los que se ha calentado y comprimido rápidamente una cápsula que contenía 200 microgramos de combustible termonuclear de deuterio-tritio, alcanzando temperaturas y presiones lo suficientemente altas como para desencadenar las reacciones de fusión del autocalentamiento.
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El procedimiento empleado ha sido la fusión por confinamiento inercial (ICF, por sus siglas en inglés), “donde se utiliza la ‘inercia’ de una cáscara de material que implosiona mediante los láseres, para así confinar y calentar el combustible de fusión en su interior”, apunta el físico, quien confirma que el proceso dura muy poco: “En la fusión por confinamiento inercial, el plasma arde hasta un par de cientos de picosegundos (billonésima parte de un segundo, 10-12 segundos)”.
Los anteriores intentos para conseguir el plasma ardiente estaban limitados por problemas a la hora de controlar su forma y evitar que se alterara el modo en que los rayos láser depositan la energía sobre él, pero el diseño experimental mejorado que han conseguido los científicos del LLNL ha permitido utilizar cápsulas que pueden contener más combustible y absorber más energía mientras mantienen el plasma. Los detalles de la optimización del sistema los publican también esta semana en la revista Nature Physics.
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